皆さんこんにちは！有松・駅前校舎の小坂です！

今回は第２回、2025年共通テスト物理対策ということで、波動に関する特集を行います！

これまでの記事は以下の通りです。

第１回　「電磁気」

第２回　「力学」

 

【共通テスト物理】共通テスト物理の点数をすぐに上げる方法！！毎年よく出る内容に取り組もう！【第3回　波動】

波動の重要単元

波動は、正弦波の表示、波の干渉、光の屈折・干渉、ドップラー効果など様々なトピックスがあります。となれば、なお一層「なにから優先して勉強するか」が大切になります！

2024年の波動の大問は「弦の固有振動」でした。これは、波の干渉の一分野に含まれます。

2015~2024まで含めて過去１１回の本試(2021年はコロナの影響により第１日程、第２日程がある)の内で、扱われた内容の頻度TOP３は以下の通りです。

 

波動分野の頻出単元とその頻度

第１位　ドップラー効果【７回】

第２位　波の干渉【６回】

同率第２位　光の干渉【６回】

 

第１位は堂々のドップラー効果でした！２年に１回以上の頻度でほぼ確実に出題され、とすれば今年出題されても全くおかしくない単元です！

第２位は「波の干渉」としてありますが、２点の波源からの波の合成について考える問題です。これはどちらかというと小問集合で出ることの方が多いので、細かく点数を稼げるように基本事項を確認しておきましょう。

同率第２位は光の干渉です！ヤングの実験・回折格子に代表されるように光の経路差を計算することで強め合い・弱め合いを考察する問題です。

 

各項目ごとの対策

ではよく出る単元がわかった上で、どのように勉強に取り組めばよいのでしょうか？

 

ドップラー効果

ドップラー効果の問題に取り組む際に重要なことは、公式そのものを覚えるだけでなく、観測者・波源が動く際にそれぞれ考え方にどのような違いがあるかを理解しておくことです。

ドップラー効果の式は

 

として表されますが、分子分母がなぜそのような形になるのか、という点への理解が必要な問題も珍しくありません。出来上がった公式ではなく、どういう順番でこの公式が出来上がってるのか？ということを問われがちなのがドップラー効果の問題です。

例えば、以下の様な問題では、ドップラー効果の式の足りたちを理解する必要があります。

問１

式の成立を通して、「ドップラー効果」という物理現象に注目してください。

 

波の干渉

屈折の公式（スネルの法則）を用いた屈折角度の計算については、例えば2021年度第３問などで取り扱われています。

入射角をθ、屈折角をφ、入射側の屈折率をn、出射側の屈折率をNとすると、

となることを押さえておきましょう（分数形式よりこちらの方が計算につ使いやすいですよ）。

 

光の干渉

光の干渉に関しては、「光が反射する際に位相が変わらないか？πズレるか？」の扱いが非常に重要です。これに関しては、片方を確実に覚えて、もう片方は反対、と考えると良いでしょう

屈折率が小から大（空気からガラス、鏡）では π ズレる！

これだけを覚えておけば、屈折率大→小はその反対となります。

 

勉強方針について

波動について大切なことは、受験生に求められているのは、「何故その公式になるのか？」を考察する力だということです。

公式を覚えることは大前提であり、その上でなぜそういう形になっているのか？について誤魔化さずに考え、覚えて行きましょう！

 

問題解答