第13章波とその性質Waves and Their Properties原書 p.405–430

Test Prep実力テスト

Multiple Choice選択問題

13.1 Types of Waves 28What kind of waves are sound waves?a. Mechanical wavesb. Electromagnetic waves

13.1 波の種類 28音波はどんな種類の波か。a. 力学的な波b. 電磁波

29What kind of a wave does a tuning fork create?a. Pulse waveb. Periodic wave

29音叉はどんな種類の波を作るか。a. パルス波b. 周期波

c. Electromagnetic wave

c. 電磁波

30What kind of waves are electromagnetic waves?a. Longitudinal wavesb. Transverse waves

30電磁波はどんな種類の波か。a. 縦波b. 横波

c. Mechanical wavesd. P-waves

c. 力学的な波d. P波

31With reference to waves, what is a disturbance?a. It refers to the resistance produced by some particles of a material.b. It refers to an oscillation produced by some energy that creates a wave.c. It refers to the wavelength of the wave.d. It refers to the speed of the wave.

31波について言うとき、乱れとは何か。a. 材料のある粒子が生む抵抗のこと。b. 波を作る何らかのエネルギーによって生じる振動のこと。c. 波の波長のこと。d. 波の速さのこと。

13.2 Wave Properties: Speed, Amplitude, Frequency, and Period 32Which of these is not a characteristic of a wave?a. amplitudeb. period

13.2 波の性質:速さ、振幅、振動数、周期 32次のうち波の特徴でないものはどれか。a. 振幅b. 周期

c. massd. velocity

c. 質量d. 速度

33If you are in a boat at a resting position, how much will your height change when you are hit by the peak of a wave with a height of 2 m?

33静止した位置で船に乗っているとき、高さ2 mの波の峰にあたったら、あなたの高さはどれだけ変わるか。

a. 0 mb. 1 mc. 2 md. 4 m

34What is the period of a wave with a frequency of 0.5 Hz?a. 0.5 sb. 1 s

34振動数0.5 Hzの波の周期はいくらか。a. 0.5 sb. 1 s

wave causes the most damage? At what height, wavelength, and frequency do waves break? How does the steepness of the beach affect the waves?

波が最も大きな被害をもたらすか。どんな高さ・波長・振動数で波は砕けるか。浜の急さは波にどう影響するか。

c. 2 sd. 3 s

35What is the relation between the amplitude of a wave and its speed?

35波の振幅とその速さの関係はどうなっているか。

a. The amplitude of a wave is independent of its speed.b. The amplitude of a wave is directly proportional to its speed.c. The amplitude of a wave is directly proportional to the square of the inverse of its speed.d. The amplitude of a wave is directly proportional to the inverse of its speed.

a. 波の振幅はその速さと無関係である。b. 波の振幅はその速さに正比例する。c. 波の振幅はその速さの逆数の2乗に正比例する。d. 波の振幅はその速さの逆数に正比例する。

36What does the speed of seismic waves depend on?

36地震波の速さは何によって決まるか。

a. The speed of seismic waves depends on the size of the medium.b. The speed of seismic waves depends on the shape of the medium.c. The speed of seismic waves depends on the rigidity of the medium.

a. 地震波の速さは媒質の大きさによる。b. 地震波の速さは媒質の形による。c. 地震波の速さは媒質の硬さによる。

13.3 Wave Interaction: Superposition and Interference 37. What is added together when two waves superimpose?13.3 波の相互作用:重ね合わせと干渉 37. 二つの波が重なるとき、足し合わされるのは何か。

a. amplitudesb. wavelengthsc. velocities

a. 振幅b. 波長c. 速度

38Pure constructive interference occurs between two waves when they have the same _____.

38二つの波の間で純粋に強め合う干渉が起こるのは、両者の_____が同じときである。

a. frequency and are in phaseb. frequency and are out of phasec. amplitude and are in phased. amplitude and are out of phase

a. 振動数が同じで同位相のときb. 振動数が同じで逆位相のときc. 振幅が同じで同位相のときd. 振幅が同じで逆位相のとき

39What kind(s) of interference can occur between two identical waves moving in opposite directions?

39互いに逆向きに進むまったく同じ二つの波の間では、どんな干渉が起こりうるか。

a. Constructive interference onlyb. Destructive interference only

a. 強め合う干渉だけb. 弱め合う干渉だけ

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c. Both constructive and destructive interferenced. Neither constructive nor destructive interference

c. 強め合う干渉と弱め合う干渉の両方d. 強め合う干渉も弱め合う干渉も起こらない

40What term refers to the bending of light at the junction of two media?

40二つの媒質の境目で光が曲がることを指す語はどれか。

a. interferenceb. diffraction

a. 干渉b. 回折

c. scatteringd. refraction

c. 散乱d. 屈折

41Which parameter of a wave gets affected after superposition?

41重ね合わせのあと影響を受ける波の量はどれか。

Short Answer記述式

13.1 Types of Waves 43Give an example of a non-mechanical wave.a. A radio wave is an example of a nonmechanical wave.b. A sound wave is an example of a nonmechanical wave.c. A surface wave is an example of a nonmechanical wave.d. A seismic wave is an example of a nonmechanical wave.

13.1 波の種類 43力学的でない波の例を挙げよ。a. 電波は力学的でない波の例である。b. 音波は力学的でない波の例である。c. 表面波は力学的でない波の例である。d. 地震波は力学的でない波の例である。

44How is sound produced by an electronic speaker?

44電子スピーカーはどうやって音を出すか。

a. The cone of a speaker vibrates to create small changes in the temperature of the air.b. The cone of a speaker vibrates to create small changes in the pressure of the air.c. The cone of a speaker vibrates to create small changes in the volume of the air.d. The cone of a speaker vibrates to create small changes in the resistance of the air.

a. スピーカーのコーンが振動して空気の温度に小さな変化を作る。b. スピーカーのコーンが振動して空気の圧力に小さな変化を作る。c. スピーカーのコーンが振動して空気の体積に小さな変化を作る。d. スピーカーのコーンが振動して空気の抵抗に小さな変化を作る。

45What kind of wave is thunder?a. Transverse waveb. Pulse wave

45雷はどんな種類の波か。a. 横波b. パルス波

c. R-waved. P-wave

c. R波d. P波

46Are all ocean waves perfectly sinusoidal?a. No, all ocean waves are not perfectly sinusoidal.b. Yes, all ocean waves are perfectly sinusoidal.

46海の波はすべて完全な正弦の形をしているか。a. いいえ。海の波はすべてが完全な正弦の形をしているわけではない。b. はい。海の波はすべて完全な正弦の形をしている。

47What are orbital progressive waves? a. Waves that force the particles of the

47軌道進行波とは何か。 a. 媒質の粒子を山から谷へ

a. wavelengthb. direction

a. 波長b. 向き

c. amplituded. frequency

c. 振幅d. 振動数

42When do the amplitudes of two waves get added?

42二つの波の振幅が足し合わされるのはどんなときか。

a. When their amplitudes are the sameb. When their amplitudes are different

a. 振幅が同じときb. 振幅が違うとき

c. When they propagate in perpendicular directionsd. When they are propagating along the same line in opposite directions

c. 互いに垂直な向きに伝わるときd. 同じ直線に沿って互いに逆向きに伝わっているとき

medium to follow a linear path from the crest to the troughb. Waves that force the particles of the medium to follow a circular path from the crest to the troughc. Waves that force the particles of the medium to follow a zigzag path from the crest to the troughd. Waves that force the particles of the medium to follow a random path from the crest to the trough

直線の道筋でたどらせる波b. 媒質の粒子を山から谷へ円の道筋でたどらせる波c. 媒質の粒子を山から谷へジグザグの道筋でたどらせる波d. 媒質の粒子を山から谷へでたらめな道筋でたどらせる波

48Give an example of orbital progressive waves.a. light wavesb. ocean waves

48軌道進行波の例を挙げよ。a. 光の波b. 海の波

c. sound wavesd. seismic waves

c. 音波d. 地震波

13.2 Wave Properties: Speed, Amplitude, Frequency, and Period 49What is the relation between the amplitude and height of a transverse wave?

13.2 波の性質:速さ、振幅、振動数、周期 49横波の振幅と高さの関係はどうなっているか。

a. The height of a wave is half of its amplitude.b. The height of a wave is equal to its amplitude.c. The height of a wave is twice its amplitude.d. The height of a wave is four times its amplitude.

a. 波の高さは振幅の半分である。b. 波の高さは振幅に等しい。c. 波の高さは振幅の2倍である。d. 波の高さは振幅の4倍である。

50If the amplitude of a water wave is 0.2 m and its frequency is 2 Hz, how much distance would a bird sitting on the water’s surface move with every wave? How many times will it do this every second?

50水の波の振幅が0.2 m、振動数が2 Hzのとき、水面にとまっている鳥は波一つごとにどれだけの距離を動くか。それを1秒間に何回行うか。

a. The bird will go up and down a distance of 0.4 m. It will do this twice per second.

a. 鳥は0.4 mの距離を上下する。それを1秒間に2回行う。

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b. The bird will go up and down a distance of 0.2 m. It will do this twice per second.c. The bird will go up and down a distance of 0.4 m. It will do this once per second.d. The bird will go up and down a distance of 0.2 m. It will do this once per second.

b. 鳥は0.2 mの距離を上下する。それを1秒間に2回行う。c. 鳥は0.4 mの距離を上下する。それを1秒間に1回行う。d. 鳥は0.2 mの距離を上下する。それを1秒間に1回行う。

51What is the relation between the amplitude and the frequency of a wave?

51波の振幅と振動数の関係はどうなっているか。

a. The amplitude and the frequency of a wave are independent of each other.b. The amplitude and the frequency of a wave are equal.c. The amplitude decreases with an increase in the frequency of a wave.d. The amplitude increases with an increase in the frequency of a wave.

a. 波の振幅と振動数は互いに無関係である。b. 波の振幅と振動数は等しい。c. 波の振動数が上がると振幅は減る。d. 波の振動数が上がると振幅は増える。

52What is the relation between a wave’s energy and its amplitude?

52波のエネルギーとその振幅の関係はどうなっているか。

a. There is no relation between the energy and the amplitude of a wave.b. The magnitude of the energy is equal to the magnitude of the amplitude of a wave.c. The energy of a wave increases with an increase in the amplitude of the wave.d. The energy of a wave decreases with an increase in the amplitude of a wave.

a. 波のエネルギーと振幅の間に関係はない。b. エネルギーの大きさは波の振幅の大きさに等しい。c. 波の振幅が増えると波のエネルギーは増える。d. 波の振幅が増えると波のエネルギーは減る。

(credit: modification of work by lineage, StackExchange)

(credit: lineage, StackExchangeの作品を改変)

A tuning fork is an instrument that produces a note (sound) with a specific frequency. The image shows a stationary and a vibrating tuning fork.

音叉は、決まった振動数の音(音符)を出す道具である。図は静止した音叉と振動している音叉を示す。

Make a claim about the nature of sound waves produced by the fork.

この音叉が作る音波の性質について主張を述べよ。

a. They are transverse.b. They are longitudinal.

a. 横波である。b. 縦波である。

c. They are both transverse and longitudinal.d. They are neither transverse nor longitudinal.

c. 横波でも縦波でもある。d. 横波でも縦波でもない。

54A water wave propagates in a river at 6 m/s. If the river moves in the opposite direction at 3 m/ s, what is the effective velocity of the wave?

54水の波が川を6 m/sで伝わる。川が逆向きに3 m/sで流れているとき、この波の実際の速度はいくらか。

a. 3 m/sb. 6 m/s

c. 9 m/sd. 18 m/s

13.3 Wave Interaction: Superposition and Interference 55Is this statement true or false? Spherical waves can superimpose.

13.3 波の相互作用:重ね合わせと干渉 55次の文は正しいか誤りか。球面波は重ね合わせられる。

a. Trueb. False

a. 正b. 誤

56Is this statement true or false? Waves can superimpose if their frequencies are different.a. Trueb. False

56次の文は正しいか誤りか。振動数が違っても波は重ね合わせられる。a. 正b. 誤

57When does pure destructive interference occur?a. When two waves with equal frequencies that are perfectly in phase and propagating along the same line superimpose.b. When two waves with unequal frequencies that are perfectly in phase and propagating along the same line superimpose.c. When two waves with unequal frequencies that are perfectly out of phase and propagating along the same line superimpose.d. When two waves with equal frequencies that are perfectly out of phase and propagating along the same line superimpose.

57純粋に弱め合う干渉が起こるのはどんなときか。a. 振動数が等しく、完全に同位相で、同じ直線に沿って伝わる二つの波が重なるとき。b. 振動数が等しくなく、完全に同位相で、同じ直線に沿って伝わる二つの波が重なるとき。c. 振動数が等しくなく、完全に逆位相で、同じ直線に沿って伝わる二つの波が重なるとき。d. 振動数が等しく、完全に逆位相で、同じ直線に沿って伝わる二つの波が重なるとき。

58Is this statement true or false? The amplitude of one wave is affected by the amplitude of another wave only when they are precisely aligned.

58次の文は正しいか誤りか。一方の波の振幅がもう一方の波の振幅の影響を受けるのは、両者がぴったり揃っているときだけである。

a. Trueb. False

a. 正b. 誤

59Why does a standing wave form on a guitar string?

59ギターの弦に定常波ができるのはなぜか。

a. due to superposition with the reflected waves from the ends of the stringb. due to superposition with the reflected waves from the walls of the roomc. due to superposition with waves generated from the body of the guitar

a. 弦の端から反射してきた波との重ね合わせによるb. 部屋の壁から反射してきた波との重ね合わせによるc. ギターの胴から出る波との重ね合わせによる

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60Is the following statement true or false? A standing wave is a superposition of two identical waves that are in phase and propagating in the same direction.

60次の文は正しいか誤りか。定常波は、同位相で同じ向きに伝わるまったく同じ二つの波の重ね合わせである。

a. Trueb. False

a. 正b. 誤

61Why do water waves traveling from the deep end to the shallow end of a swimming pool experience refraction?

61プールの深いほうから浅いほうへ進む水の波が屈折を経験するのはなぜか。

a. Because the pressure of water at the two ends of the pool is same

a. プールの両端で水の圧力が同じだから

Extended Response論述式

13.1 Types of Waves 63Why can light travel through outer space while sound cannot?

13.1 波の種類 63光は宇宙空間を進めるのに音は進めないのはなぜか。

a. Sound waves are mechanical waves and require a medium to propagate. Light waves can travel through a vacuum.b. Sound waves are electromagnetic waves and require a medium to propagate. Light waves can travel through a vacuum.c. Light waves are mechanical waves and do not require a medium to propagate; sound waves require a medium to propagate.d. Light waves are longitudinal waves and do not require a medium to propagate; sound waves require a medium to propagate.

a. 音波は力学的な波であり、伝わるのに媒質を必要とする。光の波は真空を進める。b. 音波は電磁波であり、伝わるのに媒質を必要とする。光の波は真空を進める。c. 光の波は力学的な波で伝わるのに媒質を必要とせず、音波は伝わるのに媒質を必要とする。d. 光の波は縦波で伝わるのに媒質を必要とせず、音波は伝わるのに媒質を必要とする。

64Do periodic waves require a medium to travel through?

64周期波は伝わるのに媒質を必要とするか。

a. No, the requirement of a medium for propagation does not depend on whether the waves are pulse waves or periodic waves.b. Yes, the requirement of a medium for propagation depends on whether the waves are pulse waves or periodic waves.

a. いいえ。伝わるのに媒質が要るかどうかは、その波がパルス波か周期波かによらない。b. はい。伝わるのに媒質が要るかどうかは、その波がパルス波か周期波かによる。

65How is the propagation of sound in solids different from that in air?

65固体の中の音の伝わり方は、空気中とどう違うか。

a. Sound waves in solids are transverse, whereas in air, they are longitudinal.b. Sound waves in solids are longitudinal, whereas in air, they are transverse.c. Sound waves in solids can be both longitudinal and transverse, whereas in air, they are longitudinal.d. Sound waves in solids are longitudinal, whereas in air, they can be both longitudinal and transverse.

a. 固体の中の音波は横波だが、空気中では縦波である。b. 固体の中の音波は縦波だが、空気中では横波である。c. 固体の中の音波は縦波にも横波にもなりうるが、空気中では縦波である。d. 固体の中の音波は縦波だが、空気中では縦波にも横波にもなりうる。

b. Because the pressures of water at the two ends of the pool are differentc. Because the density of water at the two ends of the pool is samed. Because the density of water at the two ends of the pool is different

b. プールの両端で水の圧力が違うからc. プールの両端で水の密度が同じだからd. プールの両端で水の密度が違うから

62Is the statement true or false? Waves propagate faster in a less dense medium if the stiffness is the same.

62この文は正しいか誤りか。硬さが同じなら、波は密度の小さい媒質の中をより速く伝わる。

a. Trueb. False

a. 正b. 誤

13.2 Wave Properties: Speed, Amplitude, Frequency, and Period 66A seagull is sitting in the water surface and a simple water wave passes under it. What sort of motion does the gull experience? Why?

13.2 波の性質:速さ、振幅、振動数、周期 66カモメが水面にとまっていて、単純な水の波がその下を通り過ぎる。カモメはどんな運動を経験するか。それはなぜか。

a. The gull experiences mostly side-to-side motion and moves with the wave in its direction.b. The gull experiences mostly side-to-side motion but does not move with the wave in its direction.c. The gull experiences mostly up-and-down motion and moves with the wave in its direction.d. The gull experiences mostly up-and-down motion but does not move in the direction of the wave.

a. カモメはおもに左右の運動を経験し、波とともにその向きへ動く。b. カモメはおもに左右の運動を経験するが、波とともにその向きへは動かない。c. カモメはおもに上下の運動を経験し、波とともにその向きへ動く。d. カモメはおもに上下の運動を経験するが、波の向きへは動かない。

67Why does a good-quality speaker have a woofer and a tweeter?

67質のよいスピーカーにウーファーとツイーターがあるのはなぜか。

a. In a good-quality speaker, sounds with high frequencies or short wavelengths are reproduced accurately by woofers, while sounds with low frequencies or long wavelengths are reproduced accurately by tweeters.b. Sounds with high frequencies or short wavelengths are reproduced more accurately by tweeters, while sounds with low frequencies or long wavelengths are reproduced more accurately by woofers.

a. 質のよいスピーカーでは、振動数の高い音、すなわち波長の短い音はウーファーが正確に再生し、振動数の低い音、すなわち波長の長い音はツイーターが正確に再生するから。b. 振動数の高い音、すなわち波長の短い音はツイーターがより正確に再生し、振動数の低い音、すなわち波長の長い音はウーファーがより正確に再生するから。

68The time difference between a 2 km/s S-wave and a 6 km/s P-wave recorded at a certain point is 10 seconds. How far is the epicenter of the earthquake from that point?

68ある地点で記録された、2 km/sのS波と6 km/sのP波の時間差が10秒である。その地点から地震の震央までの距離はどれだけか。

a. 15 mb. 30 m

430

c. 15 kmd. 30 km

13.3 Wave Interaction: Superposition and Interference 69Why do water waves sometimes appear like a complex criss-cross pattern?

13.3 波の相互作用:重ね合わせと干渉 69水の波が、ときに複雑な格子模様のように見えるのはなぜか。

a. The crests and the troughs of waves traveling in the same direction combine to form a criss-cross pattern.b. The crests and the troughs of waves traveling in different directions combine to form a criss-cross pattern.

a. 同じ向きに進む波の山と谷が合わさって格子模様を作るから。b. 違う向きに進む波の山と谷が合わさって格子模様を作るから。

70What happens when two dissimilar waves interfere?

70似ていない二つの波が干渉すると何が起こるか。

a. pure constructive interferenceb. pure destructive interference

a. 純粋に強め合う干渉b. 純粋に弱め合う干渉

c. a combination of constructive and destructive interference

c. 強め合う干渉と弱め合う干渉の組み合わせ

71Occasionally, during earthquakes, areas near the epicenter are not damaged while those farther away are damaged. Why could this occur?

71地震のとき、震央の近くの地域が被害を受けず、より遠い地域が被害を受けることがときどきある。それはなぜ起こりうるのか。

a. Destructive interference results in waves with greater amplitudes being formed in places farther away from the epicenter.

a. 弱め合う干渉によって、震央から遠い場所でより大きな振幅の波ができるから。

b. Constructive interference results in waves with greater amplitudes being formed in places farther away from the epicenter.c. The standing waves of great amplitudes are formed in places farther away from the epicenter.d. The pulse waves of great amplitude are formed in places farther away from the epicenter.

b. 強め合う干渉によって、震央から遠い場所でより大きな振幅の波ができるから。c. 震央から遠い場所で大きな振幅の定常波ができるから。d. 震央から遠い場所で大きな振幅のパルス波ができるから。

72Why does an object appear to be distorted when you view it through a glass of water?

72水の入ったコップ越しに物を見ると歪んで見えるのはなぜか。

a. The glass and the water reflect the light in different directions. Hence, the object appears to be distorted.b. The glass and the water absorb the light by different amounts. Hence, the object appears to be distorted.c. Water, air, and glass are media with different densities. Light rays refract and bend when they pass from one medium to another. Hence, the object appears to be distorted.d. The glass and the water disperse the light into its components. Hence, the object appears to be distorted.

a. ガラスと水が光をそれぞれ違う向きに反射するから。それで物が歪んで見える。b. ガラスと水が光をそれぞれ違う量だけ吸収するから。それで物が歪んで見える。c. 水・空気・ガラスは密度の違う媒質である。光線はある媒質から別の媒質へ入るとき屈折して曲がる。それで物が歪んで見える。d. ガラスと水が光を成分に分けるから。それで物が歪んで見える。