STカコモン言語聴覚士国家試験 過去問・解説

第19回 言語聴覚士国家試験 第139問

音響学第19回

第19回 言語聴覚士国家試験 第139問(音響学)の正答は 2 です。閉管(片端閉鎖)の音響管の共鳴周波数を計算する問題である。

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問題
片方のみが閉じている長さ17cm、内頸3cmの円筒形の音響管の共鳴周波数に近いのはどれか。音速は340m╱sとする。 a.500Hz b.750Hz c.1,000Hz d.1,250Hz e.1,500Hz 1. a,b 2. a,e 3. b,c 4. c,d 5. d,e

正答:2番

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解説
■ 正答:2番 — 片方が閉じた長さ17cmの管の共鳴は約500Hzと1,500Hz

閉管(片端閉鎖)の音響管の共鳴周波数を計算する問題である。音速340m/s。


【各選択肢の解説】

閉管の共鳴周波数は f=(2n−1)×c/(4L)(n=1,2,3…)で与えられる。L=0.17m、c=340m/s を代入すると、c/(4L)=340/0.68=500Hz

a. 500Hz ⭕

基本共鳴(n=1)であり、含まれる。

b. 750Hz ❌

閉管の共鳴は奇数倍のみで、750Hzは現れない。

c. 1,000Hz ❌

偶数倍にあたり、閉管では共鳴しない。

d. 1,250Hz ❌

500Hzの整数奇数倍ではなく、該当しない。

e. 1,500Hz ⭕

第2共鳴(n=2、3倍音)であり、含まれる。

→ a・e の組合せである2番が正答となる。


【試験対策ポイント】

片端閉管は基本波長が管長の4倍で、共鳴は基本周波数の奇数倍(1:3:5)に現れる。声道を片端閉管に見立てるとフォルマントの近似計算ができる、音響学の重要モデルである。

✍️ この解説の執筆・監修

現役の言語聴覚士(ST養成校教員)が、臨床・国家試験教育の経験と標準的な教科書・ガイドラインに基づいて執筆・監修しています。解説の下書きにはAIを活用し、人が確認・修正したうえで公開しています。

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