波について

水中、空気中は横波は伝搬しないんですか？

No.1 ベストアンサー 回答者： yokkun831 回答日時： 2009/11/06 19:10

水や空気を媒質とする弾性波（媒質の弾性がもとになって生じる波）ということであれば，その通りです。

ですから音波はまさに弾性波ですが，縦波なのです。進行方向への圧縮・膨張の繰り返しが伝わるわけです。進行方向に垂直な変位は，復元力がありませんから振動にならないのですね。のれんに腕押し状態です。一方，固体では垂直な変位の場合にも復元力が生じますから，横波が伝播可能です。だから，地震波にはP波（縦波）とともにS波（横波）があるわけです。

No.3 回答者： ddtddtddt 回答日時： 2009/11/07 18:59

　#1，#2さんの注意のもとに・・・。

　#1さんの復元力は、物の硬さに関係します。ふつう物の硬さには2種類あり、引張（圧縮）剛性，せん断剛性と呼んでいます。以下では、床に固定された正方形を想像して下さい。

　引張（圧縮）剛性は、真上から真直ぐに正方形を押した時に、どれくらい圧縮に抵抗するか、で測ります。
　せん断剛性は、正方形の上隅の角を、真横に真直ぐ押した時、正方形がどれくらい菱形になりにくいか、で測ります。

　うるさい事を無視すれば、空気や水は、せん断剛性0と考えてもOKです。このとき正方形は、菱形への変形に「のれんに腕押し（#1さん）」となり、横波は伝わらないというわけです。もしこの性質が水にないと、氷らせたコーヒー正方形をコーヒーカップに入れた状態になります。

　一方、水の引張（圧縮）剛性は無限大（ガチガチに硬い），空気のそれは小さいけど0じゃない、と考えます。そうすると圧縮に対し、正方形は反発します（復元力）。
　「反発が、正方形から隣の正方形へ、隣の正方形からそのまた隣の正方形へ・・・」という風に次々と伝わって行き、縦波（音など）は聞こえる（伝わる）という話になります。

　という分けで、地震のＰ波（普通はこっちが重要）に対する、究極の免震装置はプールです。ビルをプールに浮かべる・・・すぐ倒れそうですけど・・・^^。

No.2 回答者： kagakusuki 回答日時： 2009/11/06 19:44

　横波の種類にもよります。

　水面の上下動が伝わっていく波は、主に水面を伝播して行きますが、水面下でも水面に近い所では、水面の波の周期と同期して水が回転運動をしています。
　しかしこれは、水中を横波が伝播しているというよりも、水面を波が動いた事の影響が伝わっているだけと見た方が良いかと思います。

　大気中でも、高度によって大気の密度は異なっていて、対流圏や成層圏、中間圏、と言った層を形成していますから、この層と層の境目などでは、水面と同じように横波が発生します。

　ですが、この様な媒質自体が波の進行方向に垂直な方向に振動する種類の波は、基本的に気体や液体中を伝播しません。

　一方、光は縦波ではなく、実は横波ですが、空気中や水中も伝播する事は、ご存知の通りです。
　又、水面の波ではなく、重力場の変動が時空を伝播して行く方の、重力波もまた横波ですが、こちらも気体・液体・固体を問わず、その内部を伝播します。