反射波の作図

今回は反射波の作図についてです。

反射についての基本的な知識はすでに学んでいるので,さっそく解説に入ります。 反射について復習したい人はコチラ ↓

自由端反射と固定端反射ひとくちに波の反射といっても,はね返り方によって2種類に分類できることが知られており,「自由端反射」と「固定端反射」と呼ばれ,区別されています。このちがいは一体何なのでしょう?...

まずはクイズ

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さぁ,わかりましたか?

ヒントは「中学校で習う図形のある性質」です。 正解は,

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実は今回の作図で「線対称・点対称」の知識を使います。

不安な人は復習してから先に進みましょう。

例題

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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。

 

① 反射板を無視して波をそのまま延長する

例題では波が左から反射板に向かって入射しています。

波は反射板ではね返るので,反射波は当然,反射板より左側に存在します。

ですが,それを書くためにはまず「補助線」が必要です。

最初の手順では,補助線を反射板の右側に作図します!

(問題集でも反射板の右側にスペースを設けていることが多いですが,補助線を書くためのスペースなのです!!)

補助線の書き方は簡単。 反射板のところで途切れている波を,そのまま反射板の向こうへ続けてください。

その際,通る点などはしっかりチェックしましょう。

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② 補助線を折り返す

あとはいま書いた補助線を用いて反射波を書くだけ!

しかし,自由端反射の場合と固定端反射の場合でやり方が異なるので,注意が必要です。

まず,自由端反射の場合,補助線を「反射板に対して線対称に」折り返します。

折り返してできた波が自由端反射してできた反射波です。

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次に,固定端反射の場合 ,補助線をx軸と反射板の交点に対して点対称に」折り返します。

これで固定端反射する場合の反射波が完成です。

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今回のまとめノート

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ところで,問題集などでこのタイプの問題を見ると,(1)で反射波を書き,(2)で入射波と反射波の合成波を書く,という流れの問題が多いと思いますが,合成波の作図は以前やっているので,ここでは省略します。

(反射板の左側で入射波と反射波が重なっているので,その2つを合成するだけです。)

あれ?どうやるんだっけ?という人は復習しましょうね!

重ねあわせの原理「波の独立性」とは,2つの波がお互いに影響を及ぼさずに素通りしてしまうことでした。では,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?...

今回はここまで!