Question

おと

波

(3)Cの水位
Bが山でCが0なのはわかるのですが、3枚目の白丸のどこがCなのかどうやったらわかりますか、、？？

どなたか教えて下さると幸いです🙇‍♀️

に沿って水面の動きを調べたところ, 二つのスリットから出た波が弱め合って、水位
がほとんど変化しない場所が二つだけ見つかった。そのうち, Siから違い方を Al, S,
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第3章 波
77 12分-20点】 12/31
水面波の干渉について考え
-12.0 cm
る。
Cの水位 2
図1のように,一定波長の平
面波の水面波を, 波面と平行に
並んだ問隔5.0cmの2つのス
リット Si および S: を通して千
渉させた。Si を通り, Si と S2
を結ぶ直線に垂直な直線S;T
平
A,の水位 1
5.0 cm
水
の
位0
波
水
水
の
位O
0.05 0.1
-t[s]
0.05 0.1
位0
-t[s]
0.05 0.1
図1
ん
水
水
6
位0
水
6
位O、
0.05 6.1
に近い方を Azとすると, Si から A」までの距離は 12.0cmであった
t[s]
0.1
t[s]
0.1
位の
0.05
-t[s]
問1 距離 S,A, と S:A」 の差は, 波長の何倍か。
倍また、距離 S,AzとSzAo
1
の差は,波長の何倍か。
2
倍
水
水
の
水
9
位0
0.05 0.1
0- 1
5
4
t[s]
位0
0.05 0.1
t[s]
4
位O
0.05 0.1
8 2
問2 この水面波の波長はいくらか。
cm
0 1.0
② 1.2
3 1.4
の 1.6
6 1.8
開4 この水面波の進む速さはいくらか。
6 2.0
|cm/s
0 10
の 15
20
の 25
6 30
次に,図1に示す Si と S:の垂直二等分
線上の点BとCで, 水位の時間的変化を
観察した。Bでの水位は, 図2のような時
間的変化をした。Bでの水位が最高になっ
た時刻=0 において, Cでの水位は A」 で
の水位と同じであり, Bと Cとの間隔は
およそ0.5cmであった。
水
水に、図1のスリット Siは固定したまま S2 を動かし, S; と S2の間の問隔を広げ
った。そして,水面波の波長を変えずに, 2つのスリットを通して干渉させた。
問5 このとき,直線 SIT上での, 水位がほとんど変化しない点の個数とその位置
の変化について正しいものを一つ選べ。
0 AはSiに近づき, 点の個数は変わらない。
0 A,は Si に近づき, 点の個数は減る。
0 A.は動かず, 点の個数は増える。
0 Aは動かず, 点の個数は変わらない。
6 Aiは動かず, 点の個数は減る。
0 A」は S, から遠ざかり, 点の個数は増える。
0 Aは Si から遠ざかり, 点の個数は変わらない。
位
0.05
0.1 t(s)
図2
Bでの水位の時間的変化

各スリットを中心に広がるから, 右の図に示したよう
入=2(S2A」-Si Ai)=2× (13-12)cm=2.0cm
あるから、
この腹線上を合成波が, スリットから遠ざかるように移
動する。たとえば, 各スリットからの山の波面の交点(合
成波の山)を考えるとわかりやすい。それぞれの波面は
問3 SIS2の垂直2等分線は, 経路差0の腹線を表す。
点 Az を通る節線の経路差は3
と
節線
また。
入であるか
2
ら,
3
S: A2-S」A2=-
入
2
となる。
節線は図に示したように4本ある。
となる。
S
Sからの山
Sからの山
に, 波面の交点はS, S2 の垂直2等分線上 水位
を移動することがわかる。
時刻=0 のとき, 点Bの水位が最高に
なっているので, 点Bを合成波の山が通
過していることがわかる。 t=0 のとき点C
の水位は0であるが,点Bの山が少し遅れて伝わり, t=0から0.1sの間に点Cの水位は0
t=0の合成波
山
0
BC
スリットからの距離
から山になり,谷になる順で時間変化する。点Cの水位の振動グラフは, @である。
点A」は節であるから, 常に変位は0である。グラフは③である。
問4 点Bの水位の振動グラフ (図2)から波の周期は,T=0.1sである。 よって, 水面波
の広がる速さは,
ひ
T
===20cm/s
『参考)合成波の山がS,S2の垂直2等分線上を移動する速さは水面波の広がる速さとは異
なり,位置によって変わることに注意。
となる。
円5 問題76で説明したように, 2つの波源の間の合成波は定常波になり節の間隔は今
即線が増加し, S,T上で水位がほとんど変化しない点の個数が増える。
-SA=A

AA