37PM83｜第37回臨床工学技士国家試験過去問

音のドプラ効果について正しいのはどれか。ａ．ドプラ効果の大きさ（ドプラシフト）は音速に依存しない。ｂ．水中でも生じる効果である。ｃ．音源が出す音波の振幅に依存しない。ｄ．観測者が音源に接近すると音が低く聞こえる。ｅ．音のうなり現象はドプラ効果である。

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正解: 3

正答

この問題では、音のドプラ効果の基本性質が問われています。

ドプラ効果とは、音源と観測者の相対運動によって、観測される音の周波数が変化する現象です。

正しい小項目は、ｂとｃです。

音のドプラ効果は、音源と観測者が近づく、または遠ざかることで、観測される周波数が変化する現象です。

たとえば、救急車が近づいてくるとサイレン音が高く聞こえ、遠ざかると低く聞こえます。これは、音源と観測者の相対速度によって、観測者に届く波の間隔が変化するためです。

ドプラ効果は、空気中だけでなく、水中など音波が伝わる媒質中でも生じます。超音波診断装置のドプラ法では、血液中の赤血球などから反射した超音波の周波数変化を利用して血流速度を測定します。

ドプラシフトの大きさは、音源や反射体と観測者の相対速度、音の周波数、音速、角度などに関係します。したがって、「音速に依存しない」という記述は誤りです。

一方、音波の振幅は音の大きさ、つまり強さに関係します。ドプラ効果で問題になるのは主に周波数の変化であり、ドプラシフトは音源が出す音波の振幅には依存しません。

また、観測者が音源に接近すると、観測される周波数は高くなります。低く聞こえるのは、音源と観測者が遠ざかる場合です。

音のうなりは、わずかに周波数が異なる2つの音が重なったときに、音の強弱が周期的に変化する現象です。これは干渉による現象であり、ドプラ効果そのものではありません。

生体計測での注意点
超音波ドプラ法では、ドプラシフトから血流速度を推定します。血流方向、超音波ビームとの角度、送信周波数、音速を意識して測定原理を理解します。

1．誤り。
選択肢1はａ、ｂの組合せです。ｂは正しいですが、ａが誤りです。ドプラシフトは音速に関係します。

2．誤り。
選択肢2はａ、ｅの組合せです。どちらも不適切です。ドプラシフトは音速に依存し、うなり現象はドプラ効果ではありません。

3．正しい。
選択肢3はｂ、ｃの組合せです。ドプラ効果は水中でも生じ、ドプラシフトは音波の振幅には依存しません。

4．誤り。
選択肢4はｃ、ｄの組合せです。ｃは正しいですが、ｄが誤りです。観測者が音源に接近すると音は低くではなく高く聞こえます。

5．誤り。
選択肢5はｄ、ｅの組合せです。どちらも不適切です。接近時は高い音に聞こえ、うなりは干渉による現象です。