波の干渉の問題で（1）に関して何故反射波の中心がO'となるのか分からないです。教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

波の干渉 鉛直な壁で区切られた水面上の1点0に 波源があり,振動数 f 波長の円形の波 が連続的に送り出されている。 点Aは水面 と壁との境界点 点Bは水面上の点であり, 線分 OA は壁に垂直でその長さは12/23入 線 分OB は壁と平行で,その長さは4入であ る。波が壁で反射されるとき位相は変化し ない。また,波の減衰は無視する。 B 9 1 波の干渉 るように広がる。 その点' とは 4入 ... Base 波の干渉 強め合い : +16 = C-_ 4人 弱め合い 距離差= m入 =(m+ +) a 同位相のとき(逆位相のとき 式が入れ替わる)。 は整数。 (1) 波が0点を出てから壁で反射されB点 にとどくのに要する時間を求めよ。 図1 (2)B点では,波は強め合っているかそれとも弱め合っているか、あ るいはそのいずれでもないかを答えよ。 (3)線分 OA 上で見られる波 (合成波) は何とよばれるか。 また、その ようすを図2に描け。0点から出る波は振幅αの正弦波であるとする。 (4)0点より左側の半直線 OC 水面の変位 LECTURE (1) 壁に関して, 0点と対称な点を O' とする。 反射 波は 0′ から出てくるとみなしてよい。 反射点を D とすると OD+DB=0'D+DB=0'B=√(31)²+(41)²=51 波の速さはv=f入 だから, かかる時間は OD+DB_55 上で見られる合成波はどのよ うな波か。 20字程度で述べよ。 0点から出る波の振幅をαと 3a 2a a O <-a する。 -2a (5) 線分 OB上 ( 両端を含む) で,弱め合う点はいくつある か。 -3a 12 B 壁 D 42 -32- A v f 入 (2)00′の2つの点波源による干渉と 考えてよい。 距離差は 距離 灰色の2つの直角三角形は 合同だから反射の法則が満 たされている。 △OOB は 3:45 の直角三角形。 図2 O'B-OB=5-4入 = 入 B ( 奈良女子大) よって, Bでは波は強め合っている (m=1のケース)。 正確には、 反射によって位相が変わらず 0と0 は同位相とみなせるからである。 もしも、反射によ って位相が変わるなら (0から山として出た波 が反射によって谷に変わるなら) 0 と 0' は実質 的に逆位相であり, Bでは弱め合うことになる。 波源からの距離の差が重要。 強め合いの位 重なって振幅は2倍となり, 弱め合いの 0 となる。 (3) OA間では逆向きに進む2つの波の重ね合 わせによって定常波が生じている。 Aは自由端 0 (1) 鏡による光の反射と同様に考えればよい。 反射波はある一点0' から出てく

(2)(3)の解説お願いします (2)g(3)6本 物理

円形波の干渉 15 小球 St, p.149~150 S2 を水面に置き,同位相,同じ振 幅で振動させる。図は,それぞれの波源から広 がる円形波の山の波面 (灰色の実線) と谷の波面 (灰色の破線) を示している。小球間の距離は 4.0 cm,水面波の速さは24cm/sであるとき ■次の問いに答えよ。 ただし, 波が広がっても波 の振幅は減衰しないものとする。 S₁ a b P S2 (1) 図の点a~i の水面について,図の時刻の 変位を山, 0,谷のいずれかで答えよ。 1 図の時刻に点eの位置にある水面の山は, 周期の間に太い曲線上をどの位置 2 まで移動するか。 振動数を16Hzにすると、2つの波が弱め合う線 (節線)は何本になるか。 ③ 直線波の屈折

305の問題の(2)がよく分かりません。特に解説の赤線で引いてるところが理解できません。(1)と(2)っておんさが直角になるだけでそんなに変わるものなんですか？教えて欲しいですm(_ _)m

きるものとし、重力加速度の大きさを9.8m/s とする。 また、弦を伝わる波の速さ [m/s] は, 張力の大きさ を S[N],線密度を p[kg/m] とすると, (1) 弦を伝わる波の波長 [m] を求めよ。 (2) 弦を伝わる波の速さ [m/s] を求めよ。 (3) このときの振動子Pの振動数f [Hz] を求めよ。 と表されるものとする。 305 おんさと弦の共振知 図1に示すように,おんさ の振動部Aに糸の一端をつけ、滑車を通して他端におもり をつるした。おんさの振動数は60Hz, AB間の糸の長さ は 2.0mである。 おんさを振動させたところ,腹が6個の 定在波ができた。 2.0kg 例題 57,313,314 2.0m A B 60Hz 図 1 おもり -2.0m (1) 糸を伝わる波の速さ [m/s] を求めよ。 UA B (2) (1)で,おんさと糸との関係を、 図2のように変えたと きできる定在波の腹の数はいくつか。 例題 57 図2 作図 306 気柱の振動知 長さが 0.60m の閉管内の気柱があ る振動数の音で共鳴した。 このとき,管の底以外に定在波 の節が1か所あった。 音の速さを3.4×10°m/sとし、 開口 端補正は無視する。 0.60 m (1) 閉管内にできる定在波のようすを図示せよ。 (2) 気柱内の音波の波長は何mか。 (3) 気柱内の音波の振動数fは何Hz か。 例題 58 ・気柱の共 OB の管口か (1)この音 (2) この (3) 位置 (4) ピス 310 して 管の 長さ 補工 (1) (2) とき (3

私が選んだ選択肢は5で、正解は6でした。 一枚目の下図のように同じ波がoとqから出て互いに向かって出ている状況を想定して、qの波の位相は遅れているから波が左側にずれて(点線の波)、それに伴い山の位置も左側にずれると考えたのですが、どこが間違っているのか教えていただきたいです。

y 0 問5 次に, 反射板を取り除き, 点0にある振動装置と同じ装置を, x軸上の x = L の点 Qで水面に接触させる。 2個の振動装置を同じ周期,同じ振幅,同 じ位相で作動させると, x軸上の 0<x<Lの範囲には定在波(定常波) が生じ た。その後,点Qの振動装置の位相をずらし, 点Qから出る波の位相が点0か ら出る波の位相に比べて少しだけ遅れるようにした。 このとき, OQ間の定在波 がどのように変化するかについて述べた文として最も適当なものを,次の①~⑥ のうちから一つ選べ。 17 ①定在波の腹の振幅が少しだけ小さくなる。 定在波の腹の振幅が少しだけ大きくなる。 ③定在波の腹と節の間隔が狭くなる。 ④定在波の腹と節の間隔が広くなる。 ⑤ 定在波の腹や節の位置が全体的に少しだけ点0側に移動する。 ⑥定在波の腹や節の位置が全体的に少しだけ点 Q側に移動する。

この問題なのですが 入射波と入射波面の違いはなんですか？またなぜ向きが違うのですか？

289 波の屈折 図のように,媒質1と媒質2が境界面Aで,また媒質2と媒質3 が境界面Bで接している。 媒質1から入射した平面波の一部が, 境界面Aで屈折して 質2へ入っていく。 図中の平行線は波の波面を表している。媒質1における入射波の波長は1.4cm,振動 数は50Hz である。2=1.4 として計算せよ。 (1) 媒質1の中での波の速さ v1 は何cm/s か。 媒質 1 45° A (2) 媒質1に対する媒質2の屈折率 n12 はいくらか。 30° 媒質 2 (3)媒質2の中での波の波長は何cm か。 B (4)媒質2の中での波の振動数 f2 は何Hzか。 (5)媒質1に対する媒質3の屈折率 n13 を0.70 とすると, 媒 媒質3 質2に対する媒質3の屈折率 n23 はいくらか。 例題 56 293 "

至急！この問題の解法を教えてください🙇‍♀️

... 79.〈音波の性質> 図1上図のように原点Oにスピーカーを置き, 一定の振幅で, 一定の振動数の音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて, x 軸上 (x>0) の各点で圧力の時間変化を測定する。 ある時刻において,x軸上(x>0)の点P付近の空気の圧力か xの関数として調べたところ、 図1下図のグラフのようになっ た。 ここで距離 OP は音波の波長よりも十分長く,また音波が存 在しないときの大気の圧力をする。圧力が最大値をとる x=x から, 次に最大値をとる x=x までのxの区間を8等分 X1,X2, ...,と順にx座標を定める スピーカー X3 X4 X5 Poss XoX1 X2 点P付近の拡大図 図1 から x までの各位置の中で, x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している位置, およびx軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置はそれぞれどれか。 次に点Pで空気の圧力の時間変化を調べたところ、図2のグ P4 ラフのようになった。 圧力が最大値をとる時刻t=to から, 次に最大値をとる時刻t=ts までの1周期を8等分した、 た,..., と順に時刻を定める。 からまでの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も 大きく変位しているのはどの時刻か。 図3のように,原点Oから見て点Pより遠い側の位置に,x軸 に対して垂直に反射板を置くと,圧力が時間とともに変わらず常 po となる点がx軸上に等間隔に並んだ。 (3)これらの隣接する点の間隔dはいくらか。なお,音波の速さ をcとする。 Pos ta ta ts to tit tet ts t 図2 図3 反射板 (4) (3)の状態から気温が上昇したところ, (3) で求めたdは増加した。 その理由を説明せよ。

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必 76. 〈円形波の反射〉 5.0Hzの円形波が次々と送り出され, 水面上を伝わっていく。図で円は 水面波の山の位置を表している。 0を通り器壁に平行な直線上で0から 8.0m離れた点をPとする。 OからPの向きにのびる半直線を破線で表 し, Lとよぶ。 0から送り出された波はやがて器壁で反射するが, 反射 の際、波の振幅および位相は変わらないとする。 また, 水槽内の水面は 図のように、水槽の器壁から3.0m離れた点を波源として, 振動数 十分に広く水深は一様で、一度反射した波が再び器壁にもどることはな 8.0m P 3.0m く,水面を伝わる波の速さは一定であるとする。さらに,波の振幅の減衰はないものとする。 (1) 0から出た1つの円形波Cが器壁に届き反射した後, 反射波の山がPに達した。 この瞬 間の波C全体の山の位置(実線)を正しく表した図は(ア)~(エ)のどれか。 (ア) (イ) (ウ) (エ) ここでL上の任意の点をQとし, OQ=x[m] とおく。 Qでの, 0から直接届いた波と器 壁で反射して届いた波の干渉を考える。 22 波長を入[m], n=1, 2,...として,Qで2つの波が弱めあう条件を書くと, =(2-1) 1/12 となる。□に当てはまる式を入れよ。 いまx=8.0m の点Pでは2つの波が干渉した結果, 互いに弱めあい, 水位が変化しない という。また, L上で水位が同様に変化しない点のうち,0から見てPよりも遠くにあるの は2個だけであった。 PはL上で(2)で得られた条件を満たす点のうち, nがいくつに相当するか。 (4)入は何か。

至急！この問題の(1)から(4)の解説をお願いします🙇‍♀️

必 76. 〈円形波の反射〉 図のように、水槽の器壁から3.0m離れた点を波源として,振動数 5.0Hz の円形波が次々と送り出され, 水面上を伝わっていく。 図で円は 水面波の山の位置を表している。0を通り器壁に平行な直線上でOから 8.0m離れた点をPとする。 OからPの向きにのびる半直線を破線で表 し, Lとよぶ。 0から送り出された波はやがて器壁で反射するが,反射 の際, 波の振幅および位相は変わらないとする。 また, 水槽内の水面は 十分に広く水深は一様で、一度反射した波が再び器壁にもどることはな P 3.0ml 8.0m Q く、水面を伝わる波の速さは一定であるとする。さらに、波の振幅の減衰はないものとする。 (1) 0から出た1つの円形波Cが器壁に届き反射した後, 反射波の山がPに達した。 この瞬 間の波C全体の山の位置(実線)を正しく表した図は(ア)~(エ)のどれか。 (ア) P (イ) (ウ) (エ) ここでL上の任意の点をQとし, OQ=x[m] とおく。 Qでの, 0から直接届いた波と器 壁で反射して届いた波の干渉を考える。 42 波長を入[m], n=1, 2,...として,Qで2つの波が弱めあう条件を書くと, =(2-1) 12/12 となる。 □に当てはまる式を入れよ。 いま x=8.0m の点Pでは2つの波が干渉した結果, 互いに弱めあい, 水位が変化しない という。また, L上で水位が同様に変化しない点のうち,0から見てPよりも遠くにあるの は2個だけであった。 PはL上で(2)で得られた条件を満たす点のうち, nがいくつに相当するか。 (4) 入は何か。

この問題の4番について質問です｡振動数はおもりの重さによっては変わらないとあるのですが，なぜですか？ おもりの数が多いほど，弦が張ることになるので，音が高くなると思ってました｡（ギターみたいな感じで）

(3) Hz である。 また, a=35cm をそのままにし, おもりを4倍に増やし たとき, 弦は共振しなくなった。 弦を再び共振させるには,Bを 少なくとも (4) cm 右に移動しなければならない。 64 弦の共振 全体の長さが120cm 質量 1.8g の弦の右端に滑車を通して質量 6 kgのおもりをつるし,振動源Sによって弦を振動させる。 この弦は, コマBを動かすことにより任意の一点を固定できる。 弦の張力はどこ も同じで,振動する AB間の距離をα, 重力加速度を10m/s2とする。 問1 コマBを適当に動かすと, a= 30cmで弦が共振する。 さらにB を右に移動していくと, a=35cm で再び弦が共振する。 したがっ て,弦を伝わる横波の波長は (1) cmであり,このときのAB 間の腹の数は (2) 1個である。 またSの振動数は (1) 振動数 fと波の速さが変わっていないの で、波長も変わっていない。 Aが節で今こ とに節があるから, Aから30cmの範囲の定 常波の様子は同じこと。 そこで,Bを右へ だけ移せば再び共振する。よって .. 1 = 10 cm 5cm ごとに腹が1つずつあるから 35÷5=7個 B =35-30 2 2 2 (2) 2 (3)密度は p = 1.8×10-3 120×10-2 B< [kg] と [m〕 を - = 1.5×10-3 kg/m 用いること v = mg P 6 × 10 V1.5×10-3=200m/s 2 もとの弦と同じ材質 同じ長さで, 直径が2倍の弦に張り替え て, αを30cmにし, おもりの質量を6kgに戻す。 このとき弦は 共振し, AB間の腹の数は (5) 個となる。 また, AB間の腹の 数を3個とするには, Sの振動数を (6) 200 v=fa より - f === 10 × 10-2 = 2000Hz (4) はじめはVP Img =fx.......① Hz とすればよい。 mを4倍にしたときの波長を とすると,fは< ①を見て,m を4 倍にすると A B 変わっていないから V p 4mg =fv.......② 2倍になると即断 したい。 S 中にス ② より 2= =24=21=20cm ① 1 (上智大) ・B' Level (1)~(4)★ (5),(6)★ Point & Hint 隔は (1) (2) 弦が共振するのは, 両端が節となる定常波ができるとき。 節と節の間 2 だから、弦の長さが1の整数倍に等しいとき,共振が起こる。 弦の長さが4=10cmの整数倍のとき共振するから、35cmより大き い次の値としては 40cm。よって,5cm 動かせばよい。 A 2 (5)直径を2倍にすると, 断面積が4倍になる から、密度も4倍になる。 波長を入とす ①からを4倍にす ③れば入は1/2倍と即 mg=fie ......③ 断できる。 ると V 40 この問題のような状況では,Sはおもりの重力 mg に より1=4 ∴ A2 = =5cm 2 12= cm ごとにあるから 30÷2=12個 は v [m/s] はv= (3) 弦の張力をS〔N〕, 線密度をp 〔kg/m〕 とすると, 弦を伝わる横波の速さ 等しい。

物理基礎の正弦波の反射の問題です。 (2)の問題で、問題文の図では、Ｏ地点からマイナス方向に進んでいるのですが、答えではＯ地点からプラス方向に進んでいます。なぜ答えのようになるかわからないです💦

基本例題25 正弦波の反射 基本問題 198, 199 1 図の点0に波源があり, x軸の正の向きに 正弦波を送り出す。 端Aは自由端である。 波 源が振幅 0.20mで単振動を始めて 0.40s が 経過したとき, 正弦波の先端が点Pに達した。 0.20 (1) 波の速さはいくらか。 y[m〕↑ 0.20 PA 〔m〕 0 1.0 2.03.0 4.0 自由端 指針 (1) 波は 0.40s で1波長分 (2.0m) 進んでいる。「=」を用いる。 (2) 反射がおこらないとしたときの0.60s 後の 波形を描き, 自由端に対して線対称に折り返し たものが反射波となる。 観察される波形は, こ の反射波と入射波を合成したものである。 ■解説 (2) 図の状態から, 0.60s 後に観察される波形を図示せよ。 (2) 反射がおこらないとしたとき、波の先端は、 Pから 5.0×0.60=3.0m先まで達する。 した がって観察される波形は図のようになる。 y[m〕↑ 反射波 入射波 観察される波形 0.20 3.0 [m] 0 1.0% 2.0 ¥4.0 5.0 (1) 図から 0.40s 後に, 1波長の 波が生じている。 周期 T = 0.40s, 波長 -0.20 入 = 2.0mである。 波の速さを [m/s] として, A 2.0 = T 0.40 = 5.0m/s 90 章 波動