高校入試対策理科「よく出題される理科の物理分野の単元とその重要用語一覧」です。
理科「物理分野」のよく出る単元
物理分野も必ず入試で登場し、受験生が苦手とする計算問題、作図問題がよく出題されます。物理分野ですが、ここ数年は、電気に関する問題、中学3年生で学習した内容になっています。今年は第7問で、音の性質に関する問題か、電流と磁界に関する問題が出題され、第8問で仕事の計算をさせる問題が出題されると予想しています。以下の分野が出題される可能性が高いです。
- 音の性質
オシロスコープやモノコード - 電磁誘導、電磁石
電磁誘導、コイルやモーター - 電流と電子
真空放電管、静電気 - 仕事とエネルギー
仕事、仕事率、仕事の原理
中でも出題の可能性が高い、音の性質について今日は復習しておきましょう。
音の性質
音の性質に関する問題で、大きなウエイトを占めるのは、オシロスコープを使った、音の波形に関する問題と、モノコードなどを使った音の高低に関する問題ではないでしょうか。
オシロスコープ
音は、音源の振動が空気に伝わり、空気の振動が波となって伝わることで聞こえます。空気の振動のようすをコンピューターで表したものがオシロスコープです。波の形によって、音の大きさや高低がわかるようになっています。
音の大小
大きい音と小さい音の違いは、波の波形の大きさの違いです。大きい音は波の山が大きく、小さい音は波の山が小さいです。この波の山の大きさを振幅といいます。
- 大きい音…振幅が大きい
- 小さい音…振幅が小さい
音の高低
音の要素として、大きい小さいの他に、高い低いという要素があります。この違いは、音の波の数の違いです。高い音は波の山の数が多く、低い音は山の数が少ないです。この山の波の数を振動数といいます。
- 高い音…振動数が多い
- 低い音…振動数が少ない
波のようすを見て、どんな音か答えられるようにしましょう。また作図問題もよく出題されます。
振動数
振動数に関する計算問題もよく出題されますので、計算方法をマスターしておきましょう。その前に振動数とは何なのかをおさらいします。
振動数とは、1秒間に振動する回数のことを言います。波形で言うと山の頂点から山の頂点までを1回の振動と数えますが、これが1秒簡にどれくらいあるかを表したものが振動数といいます。単位はHz（ヘルツ）です。
上の波形で、目盛りの1マスを0.001秒だったとします。上の波形では、1回振動するのに2マス分、つまり0.002秒かかっています。このときの振動数は次のように求めることができます。
1回：0.002秒 ＝ x回：1秒
これを解くと、x＝500となり、振動数は500Hzになります。
モノコード
モノコードとは、弦を使った実験装置で、ギターや琴などと同じつくりをしています。モノコードの弦をどう弾いたらどんな音が出るのかをマスターしましょう。
モノコードを使って、大きな音を出すためには、弦を強く弾けばいいです。弦を強く弾くことによって、弦の振幅が大きくなり大きな音が出ます。逆に小さな音を出すには、弦を弱く弾けばいいのです。弱く弾くと、弦の振幅が小さくなり小さな音が出ます。
高い音を出すには、3つの方法があります。モノコードのことじを動かして、振動する弦の長さを短くするか、弦の太さを細くするか、弦を強く張って弦を引き伸ばすかの方法があります。簡単に言うと、振動する弦を軽くすれば高い音が出るのです。
低い音を出す方法も3つあります。振動する弦の長さを長くするか、弦の太さを太くするか、弦を弱く張ってゆるゆるにするかの方法があります。簡単に言うと、振動する弦の重さを重くすればいいのです。
- 大きい音…弦を強く弾く
- 小さい音…弦を弱く弾く
- 高い音…弦を短くする、弦を細くする、弦を強く張る
- 低い音…弦を長くする、弦を太くする、弦を弱く張る
以上が今年狙われやすい内容です。
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