第26回 言語聴覚士国家試験 第40問
音響学第26回
周波数が最も高いのはどれか。
1.250 Hz の純音
2.1 周期の時間が 0.01 秒の純音
3.2 秒間に 700 周期の純音
4.気温 1
5.°C のとき、 2 周期の波長が 3.4 mの純音
5.600 Hzより 1 オクターブ低い純音
正答:3番
解説
■ 正答:3番 — 2秒間に700周期の純音
周波数を求めるにはf=周期数/時間を使います。3番は700周期÷2秒=350Hzとなります。他の選択肢をこの方法で計算すると、1番250Hz、2番100Hz、4番500Hz、5番300Hzとなり、350Hzが最も高い周波数です。
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【各選択肢の解説】
1. 250 Hz の純音
❌ 誤り。250Hzは与えられた周波数そのものですが、他の選択肢から計算される周波数と比較すると最も高くありません。
2. 1周期の時間が0.01秒の純音
❌ 誤り。周期T=0.01秒から周波数f=1/T=1/0.01=100Hzとなります。これは250Hzより低く、最も高くはありません。
3. 2秒間に700周期の純音
✅ 正しい。周波数f=周期数÷時間=700÷2=350Hzとなります。これが全選択肢の中で最も高い周波数です。
4. 気温1°Cのとき、2周期の波長が3.4mの純音
❌ 誤り。気温1°Cでの音速は約331+0.6×1=331.6m/sです。2周期の波長が3.4mなので、1周期の波長λ=3.4÷2=1.7mです。周波数f=音速÷波長=331.6÷1.7≒195Hz(またはf=700Hz÷2=350Hzで計算すると約500Hzになるという誤読を避けるため、正確に計算するとおよそ195Hz程度)。いずれにせよ、選択肢3の350Hzより低いです。
5. 600Hzより1オクターブ低い純音
❌ 誤り。1オクターブ低いとは周波数が半分になることを意味するため、f=600÷2=300Hzとなります。これは350Hzより低いです。
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【試験対策ポイント】
周波数の計算式(必ず暗記)
| 与えられた情報 | 周波数の計算式 |
|---|---|
| 周期T(秒) | f(Hz)=1÷T |
| 周期数と時間 | f(Hz)=周期数÷時間 |
| 波長λと音速v | f(Hz)=v÷λ |
| オクターブ関係 | 1オクターブ上=2倍、1オクターブ下=1/2 |
音速(気温による変化)
- 15°C(室温):約340m/s
- 0°C:約331m/s
- 気温1°C増加ごと:約0.6m/s増加
選択肢4の落とし穴
「2周期の波長が3.4m」という表現に注意。波長は1周期あたりの距離なので、1周期=3.4÷2=1.7mに直す必要があります。