24AM041｜第24回 言語聴覚士国家試験 過去問
ある電機喉頭の振動面を断面積が一様な音響管の一端に音が漏れないように装着し、音響管のもう一端から出力される音を室温で観測した際の振幅スペクトルを図に示す。電気喉頭による音源の基本周波数(Hz)と音響管の長さ(cm)との組み合わせで近いのはどれか。 (図表あり)
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正解: 1
正答
（1）
この問題のポイント
電気喉頭音源の基本周波数は線スペクトルの隣接間隔から、片端が駆動され他端が開いた一様音響管の長さは共鳴周波数から求める。正答の組合せは120 Hz、17 cmである。
解説
周期音源では高調波が基本周波数F0の整数倍に並ぶため、振幅スペクトルの細い成分どうしの間隔がF0となる。この問題の正答に対応する間隔は120 Hzである。一端閉鎖・他端開放とみなせる管の共鳴は fn＝（2n－1）c／4L で、隣接する共鳴間隔は c／2L となる。室温の音速を c≒340 m/s、図から読む第1共鳴を約500 Hzとすると、L＝c／4f1＝340／（4×500）m＝0.17 m＝17 cmとなる。音源の高調波間隔と、管が作るスペクトル包絡のピーク間隔を混同しないことが重要である。
選択肢の確認
1．「120 Hz―17 cm」：正しい。線成分間隔からF0＝120 Hz、四分の一波長共鳴からL≒17 cmとなる。
2．「120 Hz―14 cm」：誤り。F0は合うが、14 cmなら第1共鳴は340／（4×0.14）≒607 Hzとなり図の強調位置と合わない。
3．「150 Hz―17 cm」：誤り。管長は合うが、音源高調波の隣接間隔を150 Hzとは読まない。
4．「150 Hz―14 cm」：誤り。音源間隔と管共鳴の双方が正答の読みから外れる。
5．「180 Hz―17 cm」：誤り。17 cmの管長推定は合っても、線スペクトル間隔は180 Hzではない。
覚えるポイント
細い線の等間隔＝音源F0、包絡の山＝管の共鳴。一端閉・一端開なら f1＝c／4L、単位は17 cm＝0.17 mに直して代入する。