波の基本式

今回は波を扱う上で非常に大切な式を学びます!

前回と同様,ロープを伝わる波を例に説明しましょう。

 

 

波長と波の速さ 

まずは復習。

ロープを「1回」振動させると,「1個」の波ができるのでした!

詳しくは前回の記事参照↓

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 波1個分の長さのことを「波長」といいます。

また,ロープに生じた波はその場にとどまるわけではなく,手から離れる方向に向かって進んでいきます。

このときの波の進む速さを「波の速さ」といいます。(そのままw)

 

波の速さは媒質が何であるかによって決まるので,媒質に変化がなければ,波は等速直線運動をします。

つまり,進んだ距離とかかった時間が分かれば,「距離÷時間」で波の速さを求めることができます。

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波の基本式

さて,ロープを1回振動させて1個の波をつくった後,続けてもう1個波をつくってみましょう。

このときロープには2個分の波が並ぶことになります。

この並んだ2つの波について考察してみます。

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上の図の通り,ロープを1回振動させると新しい波が1個発生するので,その新しく生じた波が入る場所を確保するため,元々あった波は,「波1個分先へ進む」ことになります。

1回の振動にかかる時間=周期 T ,波1個分の長さ=波長 λ なので,上で書いたことを言い換えると,「時間が T[秒]経つと,波は λ[m]だけ進む」ことになります。

 

そして,波の速さ=進んだ距離÷かかった時間 なので,波の速さ v[m/s]は,Tλを用いて, v = λ ÷ T と書くことができます。

前回学習した,f T = 1を使って Tを消去すると,v = f λ と書くこともできます。

この式は波の分野では非常によく使う式なので,確実に覚えておきましょう!

 

ちなみにこの式,重要なのにも関わらず,名前がありません(・・;)

しょっちゅう使うものに名前がないのも不便なので,このサイトでは今後この式を「波の基本式」と呼ぶことにします!

  

今回のまとめノート

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次回予告 

次回は波をグラフで表すことについて考えてみましょう! 

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