A 回答 (2件)
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No.2
- 回答日時:
固定端反射は反射面での媒質の振動を固定する→反射面で『節』
自由端反射は反射面での媒質の振動が自由に起こる→反射面で『腹』
反射波は速さも波長も変わらず、向きだけが変わるため、
固定端反射は壁から半波長ごとに『節』
自由端反射は壁から半波長ごとに『腹』
(↑定常波の『腹-腹』『節-節』距離は元の波の波長の半分だから)
No.1
- 回答日時:
波は、「空間的配置」(ある瞬間の波の配置)と「時間的変化」の両方を考えないといけないので、なかなか「想像すること」が難しいのですが、ゆっくりじっくり考えれば分かります。
(1) は「反射」なので、時間的変化を考えます。「自由端反射」なので、入力波がそのまま壁を突き抜けて右に進むのと「鏡対称」の反射波が左に進みます。
「自由端反射」は、壁の部分で「入力波」と「反射波」が同じ振幅になります。動きとしては、このサイトのアニメが分かりやすいと思います。
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/housoku/k …
図に書き込む「波形」は、「過去に反射した波」を書くことになります。書き方は、入力波をそのまま壁を突き抜けて右に延長すると、それが「過去に壁に当たった波」になりますから、それを「壁から鏡対称に」書けばよいのです。なので、手書きの内容で正しいです。
(2) 「定在波」(定常波)も、時間的変化を考えます。これは言葉で説明しても分かりにくいので、こんなアニメで理解するのがよいでしょう。「1コマずつ書いてみる」のところをじっくり追ってみてください。
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/housoku/t …
自由端や、振動を起こす「原点」は振動の「腹」になり、「1/4 波長」の位置に節が来るのは、ちょっと想像が難しいですね。
ということで、節は「1, 3, 5, 7 m」の4つの位置になります。
(3) ここでは要するに「周期」を求められています。
「波の速さ」「波長」「周期」の関係から求めます。「周期」の逆数が「振動数(周波数)」です。
(波長)×(振動数)=(波の速さ)
ですから、
(周期)=(波長)/(波の速さ)
です。ここでは (波長)= 4.0 m, (波の速さ)= 10 m/s なので
(周期)= 4.0/10 = 0.4 (s)
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