超音波について質問させて下さい。

アクリルの探触子からアルミに超音波を投入します。
アクリルからは縦波が発生していて、アルミの横波入射角が39度の場合、
アクリルの縦波入射角と、アルミの縦波入射角がどうなるか教えてください。

自分なりにスネルの法則を使って計算した結果、
アクリルの角度は34度、アルミの縦波は全反射となるのですが、
教官との答えが合わず、分からなくなってしまいました。
よろしくお願いします。

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A 回答 (1件)

いずれにしろスネルの法則を使います。

2つの物質の界面における反射波の角度、屈折波の角度は以下の式に従います。
  sinθa/ca=sinθb/cb
ca、cbは弾性波の速度です。物質、縦波、横波をとはず成立します。
よって必要なのは縦波、または横波の速度です。
理科年表によるとアルミニウムの縦波速度は6420m/sec,横波速度は3040m/sec,よって縦波入射角(屈折角)は
  θb=arc((cb/ca)sinθa)
θa=39度を代入すると右辺は1を超えるため、全反射となります。

アクリル樹脂の縦波速度は2720m/secというデータふがありましたのでこれを使うとθ=34.3度となります。

以上の計算で、違う結果が出る可能性の原因は物質中の縦波、横波の値です。どのような値を使ったかを確認してください。
  
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この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございました!
丁寧な回答で分かりやすいです。
自分が当たっていたことを知り、安堵いたしました。

お礼日時:2009/05/27 17:46

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Q超音波で骨密度を測定する機器

超音波で骨密度が測定できるそうですが、扱っている会社名と大体の金額が知りたいのですが?

Aベストアンサー

●超音波式骨密度測定装置:CM-100

古野電気株式会社(開発・製造)←魚群探知機で有名
〒662-8580 西宮市芦原町9-52
TEL0798-63-1100 FAX0798-63-0794
エルクコーポレーション(販売)
Tel.06-6942-0691

値段はあってないようなものであるのがこの業界の常識です(笑)個別にお問い合わせください。

Q電子は横波ですか?縦波ですか?

表題の通りです。
電子は横波ですか?縦波ですか?

真空中を飛ぶ電子線と金属を流れる電子など
種類によって、横波、縦波が決まっていたりするのでしょうか?

Aベストアンサー

素粒子理論専攻の学生です。

No.4の方の言っていることは正しいと思います。
詳しく説明するとちょっと専門的な話になりますが、まず電子は粒子としての性質と波としての性質を持っています。しかしそれは「粒子が波のような動きをしている」という事ではありません。「粒子と波という異なる二つの状態が同時に存在している」というのがわかりやすいかと思います。

電子が波として観測される、というのは正しくは「波の性質が観測された」だけであって実際に波そのものが観測されるわけではありません。
横波・縦波という区別は光(電磁波)や音波などの伝わる方向がある場合に使われる区別ですが、電子は伝わる方向どころか「波の性質」しか観測できないのでそもそも横波・縦波のカテゴリ分け以前の問題なのです。
だからどちらでもありません。電子線や金属を流れる電子というのは電子を粒子として捉えたときの言葉なのでこれも波ではありません。

電子は量子力学的な粒子ですので、No.4の方は確率的な波と仰ったのだと思います。実在波と確率波の違いについて調べてみてはいかがでしょうか。波動関数、量子論も調べてみてください。

長文失礼しました。

素粒子理論専攻の学生です。

No.4の方の言っていることは正しいと思います。
詳しく説明するとちょっと専門的な話になりますが、まず電子は粒子としての性質と波としての性質を持っています。しかしそれは「粒子が波のような動きをしている」という事ではありません。「粒子と波という異なる二つの状態が同時に存在している」というのがわかりやすいかと思います。

電子が波として観測される、というのは正しくは「波の性質が観測された」だけであって実際に波そのものが観測されるわけではありません...続きを読む

Q骨密度124%ってどのくらい良いんですか?

63歳女性の骨密度なんですが、超音波骨量測定というもので骨密度検査をしたところ、対同年齢124.6%、骨梁面積率33.9%という結果でした。

これは良い結果だと聞いたのですが、どのくらい良いのですか??

Aベストアンサー

No.1です。補足ありがとうございます。


>普通は思春期をピークに骨密度は減る一方だと聞きますし、

思春期に骨の絶対量が決まるのです。絶対量とは例えるならバケツの大きさです。バケツの大きさが決まれば、あとはその中の上限で、バケツの大きさ以上に水は入りません。


>その年齢でその骨密度とは、例えるならどの程度良い事なのでしょうか??

これは機械によって違いますので何とも分かりません。詳しくは検査した病院で尋ねるのがいいと思いますが、ただ100%以上の数値が出ているということは貴方の骨年齢は実年齢以下であることには間違いないのでしょう(ただし、踵と言うことなので数値そのものの信憑性の問題も出てきますが)。


>骨折リスクが極端に低いとか腰が曲がらないとか、なにか具体的なメリットはありますか??

もちろんそれはありますよ。骨の強度が強いということですから骨折のリスクや骨粗しょう症の発生を遅らせることはできると思います。

QSH波の表面での反射では表面の変位が入射波の変位の2倍になる証明

問題は、「SH波の表面での反射では、表面の変位は入射波の変位の2倍になる。このことを証明せよ」です。
要は下記を参考に、ui+ur=2uiというのを証明すればいいみたいです。

入射波 ui=Aiexpiω{t-(xsini-zcosi)/V1}
反射波 ur=Arexp{t-(xsini+zcosi/V1}
※iは入射角(=反射角)です。ui,Aiのiは添え字です。

で一応私は次のように解いていきました。
ui+ur
=e^(iω)[Aiexp{t-(xsini-zcosi)/V1}+Arexp{t-(xsini+zcosi)/V1]
=e^(iω)[Ai・(e^t)・{e^(-xsini/V1)}・{(e^(zcosi/V1)+Ar・(e^t)・{e^(-xsini/V1)}・{e^(-zcosi/V1)}]

=e^(iω)[Ai・(e^t)・{e^(-xsini/V1)}・{(e^(zcosi/V1)+RAi・(e^t)・{e^(-xsini/V1)}・{e^(-zcosi/V1)}] ※R(反射係数)=Ar/Ai

=Ai{e^iω(t-xsini/V1)}{(e^zcosi/V1)+R(e^-zcosi/V1)}

=Ai{e^iω(t-xsini/V1)}(1+R)

というところまで、自分の勘でやってみたのですが、やっぱり2uiになりません。1+R=T (※T(透過係数)=At/Ai) という式もあるようですが、この問題に役に立つのかわかりません。どなたか、ui+ur=2uiを示せる方、ご指導よろしくお願いします。

問題は、「SH波の表面での反射では、表面の変位は入射波の変位の2倍になる。このことを証明せよ」です。
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反射波 ur=Arexp{t-(xsini+zcosi/V1}
※iは入射角(=反射角)です。ui,Aiのiは添え字です。

で一応私は次のように解いていきました。
ui+ur
=e^(iω)[Aiexp{t-(xsini-zcosi)/V1}+Arexp{t-(xsini+zcosi)/V1]
=e^(iω)[Ai・(e^t)・{e^(-xsini/V1)}・{(e^(zcosi/V1)+Ar・(e^t)・{e^(-xsini/V...続きを読む

Aベストアンサー

No1の補足に書いてある式はちょっと違いますね。
∂(ui+ur)/∂z
=iωAicosi/V1・expiω{t-(xsini-zcosi)/V1}-iωArcosi/V1・expiω{t-(xsini+zcosi)/V1
となりますので、ここで境界条件を考慮します。x=0,z=0で上式の右辺が0ですから、
(Ai-Ar)iωcosi/V1・expt=0
となりますね。ω,cosi,exptは0ではない(cosi=0なら入射角が90度になってしまいますから変ですよね)ので、
Ai-Ar=0
となるのです。

Q骨密度

骨密度測定に関して、超音波を使用した測定よりも、エックス線による測定の方が優れているという文献、資料、またはサイトを探しております。
お心当たりのある方、ご多忙中とは存じますが、ご一報いただければ幸いです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「骨粗鬆症学」(日本臨牀,62巻増刊号2)という本の 8章「骨密度・骨量測定」に測定方法ごとの説明が載っています。超音波(QUS)は閉経期女性の骨折予知がDXAより劣るようです。X線写真の骨陰影濃度を使う方法のうちMD法についてはNo.1の方が示したURLに書いてあるようですが、CXD法、DIP法についてはQUSとの優劣は何も書かれていません。
超音波では骨の長軸方向で速度を測定する方法もありますが(2番目の参考URLに文献リスト)、新しい方法なのでこちらの評価はまだ定まっていないかもしれません。

参考URL:http://www.nippon-rinsho.co.jp/,http://www.sunlightmedical.com/international/html/literature.html

Q縦波と横波

よろしくお願いします。縦波と横波についてです。

テキストには、
横波は媒質の単振動の振動方向と垂直な方向に伝わる波。例、弦を伝わる波、光波、地震波(S波)
縦波は、媒質の単振動の振動方向と同じ方向に伝わる波。例、地震波(P波)、音波
とありますが、ここでの「媒質の単振動」とはどういう意味でしょうか。横波が、上下方向、縦波が左右に動くというのは、問題を解く上で覚えたのですが、覚えただけで、実際どう違うのかいまいちよくわかりません。

また、例として、光波や音波・・・などがあげられていますが、縦波と横波の違いがよくわからず、いまいち、どっちがどっちだか覚えられません。覚え方とかありますか。また、光波の問題、音波の問題をとく上で、それが横波、縦波であることは知っていないといけないのでしょうか。

基本的なところだとは思いますが、よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

再びお邪魔します。

>>>
>横波の「進行方向に垂直な方向」というのは、0度~360度の範囲の任意の方向です。
>もしも横波の振動方向が一方向に統一された状態であるとすると、それを「偏向」(偏光)と言います。
のところが、少しわかりませんでした。

そうですね。図がないと分かりにくいですね。
http://www.sanritz-corp.co.jp/

ここは有名な偏光板メーカーのサイトです。
ページの右側にある「偏光板とは(CLICK)」のところをクリックするとアニメーションが見られます。
最初の数ページで大体イメージできると思います。


>>>
あとは、例にあげられている波がどうして、それぞれ縦波、横波なのか、という理由があれば教えていただきたいです。
理由もなく覚えるとすぐに忘れてしまいます。

そのことに関する正しい説明は、ものすごく難しいです。
特に横波が横波である理由についてはそうです。

しかし、縦波が縦波である理由は、直感的に理解できるかもしれません。

たとえば、沢山の人間が狭い間隔で1列に並んだ状況を考えます。
一番後ろの人がよろけて、前の人にぶつかったとします。
すると、前の人は前の前の人にぶつかります。
さらに、前の前の人は前の前の前の人にぶつかります。
このように、物を押したとき、押した方向と同じ方向に伝わるのが縦波です。
ドミノ倒しもそうです。
(あくまでも直感的理解のための説明です。)

つまり、
縦波とは、前の物を押したとき、押した方向に押す力が伝わる場合に発生します。
押しても力がほとんどかからない場合(押した感触がない場合)は、縦波が伝わりません。
空気は、押して圧縮する力(およびその逆)が押した方向に伝わるので、音という縦波を伝えることができます。


以下、蛇足。

道路を走る多数のクルマでも縦波が発生することがあります。
順調に等間隔にクルマが流れているけれども渋滞寸前、という状況を考えます。
先頭の1台がブレーキを踏んだとします。
すると次に、すぐ後ろのクルマもブレーキを踏みます。
次に、さらに後ろのクルマもブレーキを踏みます。
これの繰り返しで、クルマの減速が後ろ後ろへ伝わっていきます。
ブレーキを踏むのは人間なので、前の車が減速したということを非常に早く察知し、自分のクルマのブレーキペダルを踏みます。
よって、あっという間に、後方の多数のクルマに、どんどん減速が「伝染」していきます。
このことは、渋滞が発生する理由のひとつです。

再びお邪魔します。

>>>
>横波の「進行方向に垂直な方向」というのは、0度~360度の範囲の任意の方向です。
>もしも横波の振動方向が一方向に統一された状態であるとすると、それを「偏向」(偏光)と言います。
のところが、少しわかりませんでした。

そうですね。図がないと分かりにくいですね。
http://www.sanritz-corp.co.jp/

ここは有名な偏光板メーカーのサイトです。
ページの右側にある「偏光板とは(CLICK)」のところをクリックするとアニメーションが見られます。
最初...続きを読む

Q大腿骨頸部骨折について

先日66歳の母が大腿骨頸部骨折で入院しました。

場所は内側と外側の間の中間部で、ねじを3本入れる手術をしました。
この場合、骨がつかない可能性や壊死する可能性は50%と医者から説明を受けています。

母は鬱病を煩っているため、この先の再手術を考えてしまい、さらに症状が悪くなります。

壊死を防ぐ事や骨がつく為に良いことなどは何かありますか?(医者にはないと言われましたが・・・。)
ネットで見つけたのですが、超音波治療というのはどうでしょうか。

何かできることがあれば、できる限りしてあげたいと思っています。

Aベストアンサー

No.1です。すいません読み間違いをしていました。


手術はされたのですね。そのうえで超音波など可能かということですね。#1でも書きましたが、超音波は骨に跳ね返されてしまいます。金属も然りです。また“何となく”患部に当ててるのでは“まったく”効果が出ません。ボルトがあるということや、ボルトや骨を避けてピンポイントに超音波をあてることは非常に難しいかと思います。ですがやって悪いことはありませんので、主治医に相談をしてみてはいかがでしょうか。

お大事に。

Q縦波と横波

のほかにななめなみはないんですか?
どうして2種類だけなのでしょうか?
ざっくりとしたものでいいのでどなたか解説お願いします。

Aベストアンサー

水中の縦波(圧力波)とはちょっと様相が異なりますが、水面の波などは変位が波の進行方向に対して直角成分と同方向成分の二つを持っていたりします。(だもんで、水中の一点の動作が楕円になる。)
こういう、単純な横波でないものもあります。

Q超音波美顔機の良し悪し

この前初めて超音波美顔機を使ってみたら、その即効性のある効果(小顔)にびっくりして 自分でも欲しくなりました。 欲しいといっても30万くらいするのは無理なので3~5万くらいの枠で・・・。

それであれこれ調べていたら、超音波美顔機を使うと余計たるむと聞きました。 それって恐いですよねぇ・・・。きっと2~3日おきにちゃんと使っていれば問題ないのだと思いますが、実際美顔機使ってらっしゃる方どう思います?

後、これはプロのエステシャンに聞いた話ですが、超音波って実は恐いと言ってました。
しかも、もともと顔に使ってはいけないって。 
というのは、初めて日本で超音波を発明した人がいて、それを真似て他のメーカーなどが作るのは、周波数が正しくなくて、骨に悪影響があるとか・・・。 ちなみに安いのも、30万くらいするやつも同じだって・・・。

私は顔が太りやすいので、超音波美顔機を使ってみて、これは!と感動したのですが、 そういわれるとなんか恐くて買えません。

なにかご存知の方、ご意見お聞かせください。

Aベストアンサー

google で 「教えて美顔器」 と入れると、美顔器の

高周波が体に与える影響についての質問に答えいる掲

示板がありましたよ!!

ちなみに私は、大手電気メーカの美顔器を一年程使って

いますが、良い感じですよ。

あまり参考にならないかもしれませんが…

Q光は縦波か横波か?

高校の物理の光をやり直しているのですが、
横波は固体中のみ伝わると書いてあったのですが
その後光は横波と書いてありました。
光は気体中を通るから縦波になるのではないのしょうか?
それとも真空は固体としてみるのでしょうか?

Aベストアンサー

#3です。
横波と縦波の伝わり方についてです。

ドミノ倒し(将棋倒し)で考えます。
ドミノの駒を1列に並べます。
一番端の駒をならんでる方向に倒します。
隣の駒にぶつかります。
隣の駒がまた倒れてそのまた隣の駒にぶつかります。
次々と駒が倒れていきます。
一箇所で起こった変化が次々と伝わっていきますから波です。ただしこれは一回限りの波です。パルス波という波になります。駒の移動の起こった方向と波の伝わる方向は同じです。こういう波を縦波と言います。等間隔に並んでいた駒の間隔が変わったことが波として伝わるということで縦波は粗密波とも呼ばれています。
ドミノの駒を横にずらしたとします。この変化は隣の駒に何の変化も引き起こしません。駒と駒の間にバネのようなものがあれば変化が伝わりますがそういうものがないからです。もしこの横ずれが隣の駒にも伝わったとすると駒の移動の方向と波の伝わる方向が垂直という波が出来ます。こういう波を横波といいます。ドミノ倒しでは横波を伝えることが出来ないのです。気体や液体では横波が伝わらないというのは固体にあるずれ弾性が気体や液体にはないからです。密度の変化は起こりますから粗密波は伝わります。

今考えているものは物質内部を伝わる波です。
異なる物質が接する境界では表面波という別の種類の波が存在できます。水面の波は表面波です。振幅の小さい時の水面の波は横波と性質が似ていますからよくモデルに使われています。でも別の波です。

#2で
>横波は固体中のみ伝わると書いてあったのですが・・・
>それは間違いでしょう。
>音(圧縮波)は典型的縦波ですよ。
>横波は物質の表面です。表面の弾性・・

と書かれているのはこの表面波を横波と同じものと考えた事による勘違いです。「水面の波は横波であるから横波が固体中のみを伝わるというのは間違いである」という判断をされたのです。

物質内部を伝わる波で考えると水中を伝わる水の分子の振動が原因の波は縦波だけです。
光は水の中を通りますが水の分子の運動は関係ありません。荒っぽくいうと水の分子と分子の間をすり抜けて進んでいます。でもやはり通りにくいですからいくらか進み方が遅くなります。この速さの差が屈折の起こる原因になります。水の屈折率は「空気中の光の速さ/水中の光の速さ」で表されています。(水中での光の速さの測定は光が波であるということを示す実験の1つでした。)

固体の中の物質が振動したとします。その振動は波として伝わります。縦波と横波の2つの伝わり方が出来ます。その場合の縦波の方が横波よりも速く伝わります。こつこつぶつかっていく方が速く伝わると考えるといいでしょう。地震の波にも縦波と横波の両方が存在します。縦波の方が速いですから先にやってきます。少し遅れて横波がやってきます。横波の法が振幅の大きな波です。よくP波、Sはという呼び方をしますが第一波、第二波の意味です。primariy、secondaryです。第一波は縦波、第二波は横波です。この2つ以外に表面波があります。地中の震源から地表に伝わった振動が地表に沿って伝わる波に変わるのです。

#3です。
横波と縦波の伝わり方についてです。

ドミノ倒し(将棋倒し)で考えます。
ドミノの駒を1列に並べます。
一番端の駒をならんでる方向に倒します。
隣の駒にぶつかります。
隣の駒がまた倒れてそのまた隣の駒にぶつかります。
次々と駒が倒れていきます。
一箇所で起こった変化が次々と伝わっていきますから波です。ただしこれは一回限りの波です。パルス波という波になります。駒の移動の起こった方向と波の伝わる方向は同じです。こういう波を縦波と言います。等間隔に並んでいた駒の間隔...続きを読む


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