音の干渉の実験装置として多くの教育書に載せられている「クインケ管」を壊れたトロンボーンを改造して製作した。

　　

１）クインケ管

Fig.1　クインケ管の説明（啓林館 物理I)

Fig.2　音波の干渉
A：スピーカーからマイクロフォンまでの二つの経路の距離が 等しい時は、マイクロフォンの位置で音波は強め合う（constructive）。
B:一方の経路の長さが半波長（λ/2)長くなるとマイクロフォンの位置で音波は打ち消し合う（destructive）。
C：さらに半波長（λ/2)長くなるとマイクロフォンの位置で音波は強め合う。
半波長（λ/2)長くなる毎に以上が繰り返される。

２）クインケ管の製作

Fig.3　硬質樹脂製の壊れたトロンボーン
（eBayで購入　$48.67）
Fig.4 ミニスピーカー(1/2" 4Ω)Fig.5 接着剤
(J-B Kwik)
　Fig.6　PVCチューブ（管の接続用） 　Fig.7 低周波発信器とアンプ (BGW Studio 100 Professional Power Ampilier)

　Fig.8 トロンボーンの改造計画
Fig.9　改造が終了しスピーカーを取り付けた

Fig. 10 　スライダーに目盛を入れた。
Fig.11　上部の音の出口にマイクロフォンを設置。Vernier社のLabProをインターフェースとしてパソコンで解析する。ソフトウェアは、Vernier社のLoggerPro。

２）実験

　　　　
Fig.12　スライダーを動かすにつれて干渉による音の強弱がはっきりと聞き取れる。
Fig.13　マイクロフォン、LabPrおよびLoggerProで音量とスライダーの移動距離の関係。音量が最も低い点の間の距離から音の周波数が3060Hzと求まった。

まとめ

音波の干渉のデモンストレーションとして活用できる。　（製作：2016年4月）

参考文献