20AM040｜第20回 言語聴覚士国家試験 過去問

正答

（3）

この問題のポイント

図の横軸は時間ms、縦軸は音圧Paです。AとBは山から次の山までの間隔とピーク振幅が等しい一方、同じ時刻で山・零交差の位置がずれているため、違いは位相です。

解説

図では40 msの間に約4周期が含まれるので、周期Tは約10 ms、周波数fはf=1/T=1/0.010 s=約100 Hzです。実線Aと破線Bは周期が同じため周波数も同じで、ピーク音圧も約1 Paなので振幅も同じです。しかしAが山にある時刻とBが山にある時刻は一致せず、波形が時間方向にずれています。これは二つの正弦波の初期位相が異なることを示します。ピーク値が1 Paの正弦波なら実効音圧は1/√2≒0.71 Paで、音圧レベルはLp=20 log10{0.71/(20×10^-6)}≒91 dB SPLです。したがって0 dBではありません。0 dB SPLは無音でなく、実効音圧が基準値20 µPaに等しいことを表します。

選択肢の確認

1．「AよりBの周波数が高い」は誤りで、両波形の周期は同じです。
2．「AよりBの振幅が大きい」は誤りで、図のピーク音圧はほぼ等しいです。
3．「AとBの位相は異なる」は山・谷・零交差の時刻がずれているため正答です。
4．「周波数はともに1,000 Hz」は誤りで、約10 ms周期から約100 Hzと読めます。
5．「音圧レベルはともに0 dB」は誤りで、ピーク約1 Paの正弦波は実効値約0.71 Pa、約91 dB SPLです。

覚えるポイント

周波数はf=1/T、位相差は同じ特徴点の時間ずれから読みます。正弦波の実効値はピーク値/√2、音圧レベルはLp=20 log10(p実効/p0)、空気中の基準音圧p0は20 µPaです。