参考問題
空気中を伝わる音の速さは、温度が上昇すると連
くなる。 図のように,地表に平行な平面を境界とし
温度差があり、無風状態での音速を, 境界面より
境界面より上側でv2 とする。 また,
下痢でい
外面より上側では左から右に速度 V の風が吹いて
いる。 境界面の下側にある音源から入射角 61 で音
の平面波を入射したとき, 境界面よりも上側におい
て波は境界面の法線と角度 62 をなす方向に進行す
る。 図において, ①② は2つの連続した波面を表し
また,B点はA点から出た素元波の1周期後の中
「心を表す。 01 と 02 の関係を V1, V2, V を用いて
表せ。
境界面
境界面
音速 02
参考問題解答
音速 1
AB=VT
音速 U2
音速
02
AI = BJ + AB cos
風速V
風速V>
V₂T
図のように点 C, H, I J をおく。 音源の周期をTと
すると、境界より下側における音速は 1 なので,
CH=v₁T
また、境界より上側において、 無風状態での音速がひ2
なので、A点から出た素元波の1周期後の半径は,
BJ = 1₂T
さらに、素元波の波面は風によってVT だけ移動する
$ (27/7 - 0₂)
VID
H (2)
=2T + VT sin 02
ここで、
AC=
であるので,
CH
sin 01
V₁T
sin 01
sin 01
VI
sin 02
v2T + VT sin 02_
sin 02
sin 02
2 + V sin 02
① 参考
境界面より上側における波の伝播速度を2 とす
ると,
th2 =
である。 この式を代入して
sin 01 sin 02
U1
V2
となるので、屈折の法則が成立していることがわ
かる。
= v2 + Vsin02
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2013
