物理 音波 この問題教えてください。グラフの意味が分かりません。

物理 音波

この問題教えてください。グラフの意味が分かりません。

No.3 回答者： fxq11011 回答日時： 2019/10/05 11:03

以前にも似た質問ありました。

音波は縦波です、振幅は進行方向と同じになります。
グラフの形がサインカーブの形だから横波を決めつけるから疑問が出るだけです。
縦軸（ｙ軸）の表示は振幅になっているはずです、縦波だからと言ってX軸に描こうとしても、線がすべて重なって変化が読み取れません。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2019/10/05 01:06

No.1 です。

ああ、#1 の論点がちょっと違っていましたね。
#1 に書いたのは、通常よく見かける「横波」の場合で、グラフの「縦軸」が「変位（揺れ幅）」の場合です。

画像の問題の場合には、「音波」で「空気の疎密による縦波」であり、グラフの縦軸が「圧力」になっていますね。縦波（疎密波）の圧力（「圧力が高い＝密」と「圧力が低い＝疎」）」ということになります。
縦軸の意味は違いますが、考え方は#1に書いたことと同じです。

図１が「ある瞬間で「時間よ止まれ」としたときの、空間の場所ごとの圧力の分布」のグラフです。
図２が「空間上のある場所の、圧力の時間変化」のグラフです。

ただし、これが分かっても、実は「縦波」ってなかなか想像が難しいのです。私もよく頭が混乱します。
こんなサイトの「図」を見てもらうしかないです。ただしこの図は「進行方向の変位」を表わしています。「圧力」はその「線の詰まり具合」に相当します。「密」が圧力の「山」、「疎」が圧力の「谷」です。
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/hadou …

(1) 空気が x の正方向に最も大きく変位しているのは、「疎」から「密」に向かっていく途中の真ん中、つまり x6 です。

(2) これが分かりづらいのですが、上のリンク先で「波が左から右に進む」ときに、ある一点の位置での「揺れ」を考えてください。
空気が x の正方向に最も大きく変位しているのは、時系列としては「密」から「疎」に変化していく途中の真ん中、つまり t2 です。

頭を冷静にして、上記のリンク先の図をうまく理解することができるとよいのですが…。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2019/10/04 19:49

波の表し方には、

(a) ある時刻で時間を止めたときに、空間中における波の分布（いわゆる y-x グラフ)
　y = A*sin(2パイx/λ)
これが「図１」のグラフです。
グラフは、時間とともに「左→右」に動いて行きます。

(b) ある空間上の位置（座標）における、媒質の振幅の時間変化（いわゆる y-t グラフ）
　y = A*sin(ωt) = A*sin(2パイt/T)
これが「図２」のグラフです。
横軸は「時間」そのもので、原点が「今」、右に行くほど「未来」ですから、原点で固定してみていると、時間とともにグラフは右から左に動いて行きます。

この2種類があることを、きちんと理解してくださいね。
何となく似ているけど、表わしているものが違いますから。

それを理解して、もういちど問題をやってみて、その上でまだ分からないことがあったら「補足」にでも書いてください。