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超音波探傷 UT レベル2 / 4択

超音波の波長λ、周波数f、および音速Cの関係について、正しい記述はどれか。

非破壊検査(NDT)レベル2 UT過去問の解説。カテゴリ:波長・周波数・音速

問題

超音波の波長λ、周波数f、および音速Cの関係について、正しい記述はどれか。

  1. 1. 周波数が一定の場合、音速が遅くなると波長は長くなる。
  2. 2. 波長は、超音波が1サイクル振動するのに要する時間である。
  3. 3. 音速が一定の場合、周波数が高くなると波長は短くなる。
  4. 4. 同じ周波数であれば、縦波よりも横波の方が波長が長い。
正解
3番
音速が一定の場合、周波数が高くなると波長は短くなる。

解説

① 波の基本式 λ = C / f

② 周波数と波長は反比例

③ 他の選択肢はなぜ違う

なぜそうなるのか

波長λ・周波数f・音速Cの関係は、λ=C/f(波長=音速÷周波数)という波の基本式で表される。ここでいう波長とは、超音波が1サイクル振動する間に進む「距離」のことであって、時間ではない。1サイクルに要する時間は周期Tであり、この二つは混同しやすいので区別して覚えておく。基本式を見れば、音速Cが一定であれば周波数fと波長λは反比例することが分かる。周波数を高くすれば波長は短くなり、周波数を低くすれば波長は長くなる。逆に周波数が一定であれば、音速が遅い媒質ほど波長は短くなる。

選択肢の見分け方も、この式に戻れば判断できる。周波数一定で音速が遅くなれば波長も短くなるので「長くなる」という記述は誤りである。1サイクルの時間は周期Tであって波長の定義ではない。また鋼中では横波の音速は縦波のおよそ半分であるため、同じ周波数であれば横波の波長は縦波より短くなる。

まとめ

λ = C / f 音速一定なら周波数と波長は反比例

関連規格:JIS Z 2300(非破壊試験用語)/ JIS Z 2344(超音波探傷試験方法 通則)

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