共通テスト（理科）過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問77 (物理（第4問）問1)

授業中の外部の騒音に困ったPさんとQさんは「音を使って音を消すことはできないのかな？」と考え、先生に相談した。次の問いに答えよ。ただし、会話文の内容は正しいものとする。

次の会話文中の空欄ア・イに入れるものの組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

先生：まずは音ではなくウェーブマシンを伝わる横波で考えましょうか。ここでは単純化して、図1のように、三角形の波形をもつ二つの波が、たがいに逆向きに同じ速さで進行している場合を考えましょう。これらの波が出あって図2のように重なったとき、合成波の変位は0になります。
Pさん：この状態では波がなくなってしまっているから、これ以降も波は完全に消えてしまうのかな？
Qさん：それはよくある間違いだよ。もし完全に消えてしまったら、最初に波のもっていた力学的エネルギーがなくなってしまうことになり、その保存則に反することになるね。実際には、問題文の画像

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問題

共通テスト（理科）試験令和5年度（2023年度）追・再試験問77（物理（第4問）問1）（訂正依頼・報告はこちら）

ア：（a）　　イ：（e）
ア：（a）　　イ：（f）
ア：（b）　　イ：（e）
ア：（b）　　イ：（f）
ア：（c）　　イ：（e）
ア：（c）　　イ：（f）
ア：（d）　　イ：（e）
ア：（d）　　イ：（f）

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この過去問の解説（2件）

解答　ア：（c）イ：（f）

解説

波は重なり合ってもそのまますり抜けるように通過します。

これを波の独立性といいます(選択肢(c))。

この問題では反射・屈折・熱力学第二法則は関係ありません。

(e)か(f)かについては、

元の波がそのまますり抜けるので波形は（f）となります。

(e)はぶつかった波が跳ね返された形になっており間違いです。

よって答えは　ア：（c）イ：（f）　となります。

選択肢6. ア：（c）　　イ：（f）

この選択肢が正解となります。

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波の独立性を問われている問題です。

まとめ

波は重なり合っても互いに干渉せず通過することを波の独立性といいます。

合成波の変位＝Σ元の波の変位となる重ね合わせの原理とは異なった概念です。

波は互いに干渉しないため、元の波の形状を維持したまま通過するため、波形は（e）となります。

（備考）

熱力学第二法則はエントロピー増大を示します。

問にあるエネルギー保存を熱力学に発展させた文言は、熱力学第一法則になります。

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