波の記事一覧です。

こちらに見やすくまとめてあります。

ホイヘンスの原理

ホイヘンスの原理を用いると,回折・反射・屈折という波特有の現象を統一的に説明可能。「屈折の法則の導き方も一応知っておきたい!」という人は是非読んでください。

光の干渉 〜薄膜〜

シャボン玉はきれいに色づいて見えますが,その理由は光の干渉です。今回は干渉の総仕上げとして,シャボン玉が色づいて見える条件を導出してみましょう!

光の干渉 〜くさび形空気層〜

今回はちょっと聞き慣れない「くさび形空気層」による光の干渉がテーマです。最大のポイントは光の反射が干渉条件に絡んでくることです。

光の干渉 〜回折格子〜

「回折格子」は聞き慣れない名前ですが,ガラスの片面を引っ掻いて溝をつけたもののことです。スリットの代わりに回折格子を用いても明線が生じます。今回は回折格子の明線条件を明らかにしてみましょう。

光の干渉 〜ヤングの実験〜

光の干渉が苦手という人が多いですが,そういう人に共通してるのは,式を暗記して済まそうとしていること。光の干渉条件は,導出ができないと意味がありません!「どうやって式が得られるのか」に注目して読み進めてください。

レンズの公式

前回は像の作図を学習しましたが,「レンズを通る光の進み方のルール」という明確なルールによって像が作図できるということは,像ができる場所や像の大きさは計算でも求められそうな気がしませんか?

凸レンズ・凹レンズ

眼鏡やコンタクトレンズをつけている人はもちろん,スマートホンのカメラなども合わせれば,現代社会でレンズと無関係な人はほとんどいないはず。そんなレンズに関する知識を身につけていきましょう!

全反射

屈折率の異なる物質に光を入射すると,光は境界面で一部反射して,一部屈折します。ところが,“ある条件” が揃うと屈折光がなくなり,すべて反射してしまいます。今回はその条件を探ってみましょう。

光の反射・屈折

反射と屈折は光に限らず,どんな波でも起こる現象ですが,高校物理では光に関して問われることが多いです。以前,反射の法則・屈折の法則の説明はしていますが,ここでは光に限定して,もう一度詳しく見ていきたいと思います。

光の特徴

光は他の波とちがった不思議な性質をいくつももっています。今回はそのあたりも含め,光に関する基本的な事項を確認していきましょう。

ドップラー効果②

前回は音源が動く場合のドップラー効果について解説しましたが,今回は観測者が動く場合のドップラー効果です。この2つは結論に至るまでのプロセスがまったくちがいます!何がどうちがうのか確認しましょう!

ドップラー効果①

ドップラー効果という名前と現象は広く知られています。一番わかりやすいのが救急車のサイレン。近づいてくるときと通り過ぎたあとでは音の高さがちがって聞こえます。今回はドップラー効果が起こる理由について考えてみましょう。

波の干渉

波の山場のひとつである「干渉」。公式を暗記しているだけでは不十分。イメージができるようになることを目標に丁寧に解説します!

波の反射・屈折

光の屈折については中学校で習うので,波が屈折するという現象自体は目新しいものではありません。しかしこれまでは「屈折=進む向きが変わる」しかやっておらず,具体的な計算には触れてきませんでした。今回の目標は,いま挙げたような具体的な問題に答え…

波の回折

自分の部屋にいるときに,台所から「ご飯できたよー」と呼ばれる。誰でも経験したことのある家庭の一幕。声はドアが閉まっていても聞こえてきます。音は壁を通り抜けてくるのでしょうか?現象だけ見ると,通り抜けたようにも見えるのですが,実際に起ってい…

正弦波の式

物理基礎では波のグラフを学びました。y-xグラフ,y-tグラフ,縦波のグラフを見てきましたが,どれも「正弦波」と呼ばれる形でしたね!数学ではまず「関数」があって,それを「グラフに描く」という手順を踏むわけですが,波では順序が逆になってしまいまし…

開口端補正

今回のテーマは開口端補正。気柱の問題を解こうとするとよく遭遇する語句です。「開口端補正を無視する」という問題もあれば,無視しない問題もあったりして,いまいちよくわからん!という人のために,例題を通して問題へのアプローチの仕方を説明していき…

反射波の作図

反射は単に波がはね返るだけの現象なので,自由端と固定端のちがいなど,最低限のところさえ押さえれば難しくはありません。反射波を書くための手順があるので,それを紹介しつつ説明していきます。

y-xグラフからy-tグラフを書く

「y-xグラフが与えられていて,それをもとにy-tグラフを書く」というタイプの問題,物理基礎の波の中でも「よくわからない」と評判の問題です。今回はこの問題へのアプローチの仕方を上の問題を例に,伝授しましょう!!

波のグラフと媒質の速度

本編の波のグラフの読み取りでは,数値の読み取り(振幅や波長など)をメインとして解説しました。今回は数値ではなく「媒質の動き」を読み取ってみましょう。

気柱の固有振動(閉管)

ビンの口に横から息を吹きかけると,中の空気が振動して「ボーーー」と大きな音が出ることがあります。 たぶん人生で1回はやったことありますよね?? 前回やった開管とちがって,ビンは「底」があります。 このように,片方の口が開いていて,もう一方が閉…

気柱の固有振動(開管)

前回は弦楽器(ギター)を例にとって,固有振動の考察をしました。 今回は同じ要領で管楽器を考察してみましょう。 管楽器はいろいろありますが,今回はリコーダーを例に説明します。 小学校の授業でみんな経験しているのでイメージしやすいですよね ♪ 管楽…

弦の固有振動

ギターの弦を指で弾(はじ)くと音が鳴ります。 弦の張りを強くしたり弱くしたり,または弦を指で押さえたりして音程を変えられますが,そういう操作をしないで,ただ弦を1本弾くだけなら,プロのギタリストが弾いても,素人が弾いても同じ音が出ます。 弾…

固有振動と共振

今回は,「物体の揺れ方」について学びましょう! 小さいころブランコで遊んだ経験は誰にでもあると思います。 ブランコの揺れ幅を思い浮かべてください。 小さい子どもは小さい揺れで遊びますが,小学生ぐらいのやんちゃな子だと,めちゃくちゃ大きく揺らし…

うなり

同じ速さ,同じ波長,同じ振幅の2つの波が互いに逆向きに進んできて,合成波をつくるとき,定常波とよばれる波ができるのでした。 www.yukimura-physics.com では,まったく同じではなく,少しずれた波が重なる場合はどうなるのでしょうか? 徒競走の例 ず…

音速

遠くで雷が鳴ったとき,稲妻が光るのから遅れて音が聞こえる,という現象はよく知られています。 これは光が進む速さよりも音が進む速さが小さいことを意味しています。 では,音の伝わる速さは具体的にどれぐらいなのでしょうか? 媒質と音速 温度と音速 今…

音の3要素

ここまではすべての波に備わっている性質について話をしてきましたが,そろそろ具体的な波も見ていきたいですね! ということで,ここからは音(音波)に焦点を当てたいと思います。 音はもっとも身近な縦波ですので,これをやらないわけにはいきません! さ…

定常波

次のような2つの波を想像してください。 このあと2つの波はぶつかって合成波をつくります。 このときできる合成波が今回のテーマ,「定常波」です! 定常波とはどんな波か 定常波が発生する条件について 今回のまとめノート 次回予告 定常波とはどんな波か…

自由端反射と固定端反射

今回は「波の反射」について学習します!! 中学校で光の反射(入射角と反射角は等しい,全反射,etc…)を習うので,多少の知識はあると思います。 まぁ,波が反射することは子どもでも知っています。 そう,「やまびこ」ですね! 叫んだ「ヤッホー」が山の…

重ねあわせの原理

前回学習した「波の独立性」とは,2つの波がぶつかった後,お互いに影響を及ぼさず,「素通り」してしまうことでした。 では,波どうしがぶつかった「後」ではなく,ぶつかった「瞬間」は一体どうなるでしょう? それが今回のテーマです! 波の合成 合成波…