様々な学問/勉強課目をシミュレーションで解説!シミュレーター/ツール/ゲームで、いろんな学問を楽しく分かりやすく解説するサイトです!思考の改善や、効率化の話題も!
⇒ 本ブログの詳細/連絡先はコチラ!
学問系TOP 数学 物理 統計学 コンピューター 経済学 Webツール
  1. ホーム
  2. 〇学問シミュレーター/改善・効率化
  3. 物理学
  4. 波動
  5. 水面波動
  6. 「水面波の干渉」をシミュレーターで解説![物理入門]
■注目記事一覧

高校数学 教科書用シミュレーターの制作に携わりました!!

電気回路 並列抵抗をシミュレーターで理解しよう!

エネルギー保存則が成り立つことをシミュレーターで理解しよう!

力学 斜方投射の最適角度を考えてみよう!

本サイトの「サイコロ シミュレーター」が熊本の特別教育テレビ授業で使われました!

ドップラー効果の影響をシミュレーターで確かめてみよう!

バネ運動と円運動の関係を理解しよう!
 
スポンサーリンク
Twitter(更新情報)
全テーマ共通記事一覧

「水面波の干渉」をシミュレーターで解説![物理入門]

$$\newcommand\CB[1]{\textcolor{blue}{#1}} \newcommand\CR[1]{\textcolor{red}{#1}} \newcommand\CG[1]{\textcolor{magenta}{#1}}$$

「水面波の干渉」をシミュレーターで学ぼう!

本ページでは物理の「水面波」をシミュレーターを用いて分かりやすく解説します!

波・波動とは(おさらい)

波動は、↓のようなグラフで表されます。このようにプラスとなったり、マイナスとなったり繰り返されるのが波です。

これが二次元方向に広がるのが「水面波」です。

「水面波の干渉」シミュレーター!

水面波は二次元方向に広がりますが、この水面波の源(波源)が複数ある場合は、互いに干渉し合います。
干渉とは、「波動の合成」のことです。二次元になることで、複雑に組み合わさります。

この「水面波の干渉」をシミュレーターで確認してみましょう!

シミュレーターの説明
  • ↓のスライドバーで波長速度波源の位置差を指定すると、水面波が発生します
  • 色の薄い部分が谷、色の濃い部分が山を表します
  • 2つの値でどう波の動きが変わるか、確かめてみましょう
  • 動きが速いので、再生速度を調整して観察してみましょう

波長
3.0
速度
2.0
波源差
6.0

経過時間 : 0.0


再生速度
1.0
↑このバーで再生の速度変更・一時停止ができます

「水面波の干渉」の要点

シミュレーターの動きの要点を解説します!

波源同士で「強め合う位置」と「弱め合う位置」ができる

水面波の干渉は、↓のように複雑な模様を描きます。このとき、水面を観察すると、波源同士で「強め合う位置(濃い色)」と「弱め合う位置(薄い色)」が出来るのがわかります。

基本的に、「2つの波源からの距離差」が波長の倍数になれば強め合うし、その狭間の部分は弱め合うことになります。

「水面波の干渉」は双曲線となる

水面が「山」になるか、「谷」になるかは「2つの波源からの距離差」で決まります。数式で表すと↓のようになります。

強め合う位置: 2つの波源からの距離差 = 波長 * 整数
弱め合う位置: 2つの波源からの距離差 = 波長 * (整数 + 0.5)

2つの点からの距離差が一定のラインを結んでいくと、双曲線になります。実際、↑のシミュレーターでも双曲線のように水面の模様が出来上がるのが分かると思います!
 

まとめ

  • 水面波が2つ発生すると、互いに干渉しあう
  • 2つの波源からの距離の差が「波長の整数倍か否か」によって、強めあったり弱め合ったりする
  • 全体として、2つのは波源は双曲線を描くように干渉し合う

 

[関連記事] 水面波
2.水面波の干渉(本記事)


⇒「水面波動」カテゴリ記事一覧

その他関連カテゴリ




お気軽にコメントお願いします!

Your email address will not be published.




記事カテゴリ