「教えて!ピックアップ」リリース!

・波の独立性
波と波が重なり合ったとき、互いの波の影響を受けない性質
波を波がぶつかったときに、たがいにすり抜ける

・干渉/重ね合わせの原理
ある位置で2つ以上の波が重なり合って振動が強め合ったり、弱め合ったりする現象

この2つって変ではありませんか?

「影響を受けない」くせに「強め合ったり弱め合ったり」って、モロに影響受けてるじゃないですか・・・。

A 回答 (5件)

「強め合う」、「弱め合う」という言葉が悪いですね。

2つの波が重なったとき片方の波ががもう一つの波を「強めたり」、「弱めたり」はしていません。全く無関係です。独立です。
ただ2つの波の合わさったものを見ている観測者の立場では波が強くなったり弱くなったりしていることになります。1+1=2になる場合と1-1=0になる場合があります。
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波の独立性の記述に問題があります。



次のようにすればよいです。
・波の独立性
波と波が重なり合ったとき、波の全高については、互いの波の影響を受けない性質
波と波がぶつかったときに、波の全高を保ちながら、たがいに隙間を広げようにして通る
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矛盾しません。



独立性:波が反対方向からきた場合、「すり抜け」何事も影響なく、
お互い通り過ぎていきます。同方向でも
波同士のあいだでエネルギーや振動数のやりとりはありません。

干渉:「ある位置で」とあるように波本体ではなく、あなたが1点で観測している見かけのはなし。
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矛盾しません。

どちらも両立します。

ある一点で観察していたとき、左右の両方向から波が来たとします。
その一点で左右の波の山や谷がぶつかった場合、その一点で観察
される波の高さは左右の並みの山や谷の高さの総和になるのが
「波(振動)の干渉」です。

ところが波同士がぶつかった後はどうなるでしょうか?その一点を
過ぎれば、右から来た波は最初に持っていた波長や波高といった
性質を維持しながら、つまりついさっきぶつかった左からの波の
影響をまったく受けずに元の性質のまま、左に移動していきます。
左から来た波も同様です。これが「波の独立性」です。

イメージとして捕らえるために、赤いセロハンと黄色いセロハンを
思い浮かべてください。赤を左に黄色を右に並べたときは元々の色を
感じます。今度は赤いセロハンを右に動かし黄色いセロハンを左に
動かし、重ねてみましょう。透かしてみると緑色に見えるはずです。
さらに両方の色のセロハンの移動を続けていくと重なりは解消され、
左右の位置が逆転した2枚のセロハンが現れ、右に赤、左に黄色と
なるはずです。

この例では、お互いが重なっている時のみ、両者の色が互いに
影響しあって色が変わって観察されますが、セロハンの色自体が
他のセロハンの影響を受けて変色してしまうことはありません。
つまり2枚のセロハンは互いに「独立性」を持った別の性質を
維持したまま、ある位置で重なり合った時のみお互いの性質
(この場合は「色」)が「干渉」しあって違った性質の物として
観察されるということで、このイメージは波に関する2つの法則が
矛盾せずに両立することと同じ理屈になります。
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専門家ではありませんが、


強め合ったり弱め合ったりするのは「振動」です。「波」ではありません。
振動自体は、どこか一点で観測しているときの振幅のことを行っているのだと思います。
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