178 v華 波動
物理
問題 358 > 361
si
358.水面波の干渉
にな
解答 (1) k (2) 解説を参照
指針(1) 山や谷は, 強めあう場所を連ねた線上を, 波源から
遠ざかる向きに進んでいく。 (2) 波源の振幅から, iの位置での
振幅がわかる。
解説)(1) 図1は, 強めあう点を連ねた線(赤の破線),弱めあ
う点を連ねた線(赤の実線)を示す。 h, j, mは実線上にあり
振動していない場所である。
i, k は, 破線上にある。山や谷は, この破線上を,波源から
遠ざかる向きに移動していく。 iは, 2つの波の山が重なる点
であり,水面の速度は0である。 kでは, 波の山が通り過ぎ,これか
ら谷が伝わってくるので, 水面の速度は鉛直下向きである。
1, n は, i, k とは別の破線上にある。1は2つの波の谷が重なる点
であり,水面の速度は0である。 nでは, 波の谷が通り過ぎ,これか
ら山が伝わってくるので, 水面の速度は鉛直上向きである。
以上から,水面の速度が鉛直下向きの点は, k
(2) S., S2から生じるそれぞ
れの波の振幅は1.0cmなの
で,波が強めあう場所の振幅
は 2.0cm である。iでは, 時
刻0での変位が2.0cmであ -2.0|
るから,0.25s(半周期) 経過
すると変位は 一2.0cmになる。これから, グラフは図2のようになる。
h
山)
Ax
k
谷
m
移」
山や谷が移動
する向き
図1
が
の波の山や谷は, 媒質の
振動の端であり、 鉛直方
向の媒質の速度は0であ
る。
36
↑変位[cm)
2.0
0
時刻[s]
0.25
0.5
0.75
1
の時刻0において, iは
1.25
2つの波の山が重なる場
図2
所である。
359.平面波の反射
解答
UT
vT
2cos0
sin0
(4)右向きに一
sin0
0
(5) 2cos-
倍
2
指針 山と山,谷と谷が重なる場所は, 波の進行とともに移動する。
微小時間後の波面を描いて, 移動する速度を求める。
解説)(1) 反射の法則から, 入射角と反射角は等しく, 0である。
(2) 図1の黒丸は, 山と山, 谷と
谷が重なりあい, 強めあう場所
である。直角三角形 abc に着
入射波の波面
○図1の実線は波の山。
破線は谷を表している。
なお,反射波の波面は、
境界 AB がないとした
ときの入射波の波面を
ABで折り返したもので
反射波の波面
b
目すると,
ac
cos0=
ab
ac
ab=
COs 0
境界に最も近く, 変位が鉛直上
ある
ご回答ありがとうございます。
山が通り過ぎ、次に谷が来るとの事ですが、iからkへと進む考えでよろしいでしょうか？仮にその場合、解説図1の移動する向きと逆ですし、移動する向きに従うと谷を通り過ぎたその延長線上にkがあるのでiの山目指して上向きかと考えたのですが...