今回は波によく出てくる用語をマスターしましょう!
正弦波
高校物理では最も単純な「正弦波」と呼ばれる波を扱うことがほとんどです。
見てわかるように,正弦波は山の部分と谷の部分が交互に並んでいて,同じ形の繰り返しとなっています。 ここでは,同じ形を何回繰り返しているかによって,「波◯個」と表すことにします。(下図参照)
イメージをつかむために,ロープを伝わる波で考えてみましょう。
ロープの端を手で持って上下に振ると,ロープには正弦波が生じます。 ロープを振動させ続けると次々と波ができます。 このようにしてできた波を連続波といいます(途中で振るのをやめたものはパルス波という)。
また,ロープに1個分の波ができるような腕の振りを「1回の振動」と呼びます。
周期
媒質を1回振動させるのにかかる時間を周期と呼びます(媒質という単語がアヤシイ人は前回の記事を見てください)。
上の例だと媒質はロープなので,
ロープをゆっくり振る → 長い周期
ロープを素早く振る → 短い周期
ということになります。
振動数
1秒間に媒質が振動する回数を振動数と呼びます。 再びロープの例で考えると,
ロープをゆっくり振る → 小さい振動数
ロープを素早く振る → 大きい振動数
ということになります。
周期と振動数の関係
上に書いたことをもう一度書いてみましょう。
ロープをゆっくり振る → 長い周期・小さい振動数
ロープを素早く振る → 短い周期・大きい振動数
周期と振動数の間になにか関係がありそうな予感… (・∀・)
そこで,もう一度定義を確認。
周期が T → 媒質が「T 秒間」に「1回」振動する。
振動数が f → 媒質が「1秒間」に「 f 回」振動する。
という意味です。 どちらも「時間」と「回数」がポイントなので,「時間:回数」という比をつくってみます。
周期が T → 時間:回数=T[秒]:1[回]
振動数が f → 時間:回数= 1[秒]: f[回]
一定のリズムで振動させている場合,この比は変わらないので,
T:1=1:f
この式から,周期 Tと振動数 f の間にはf T = 1という関係が成り立つことがわかります。 この関係式は頻繁に用いるのでぜひ覚えてください!!
今回のまとめノート
時間に余裕がある人は,ぜひ問題演習にもチャレンジしてみてください! より一層理解が深まります。

次回予告
次回は振動数や波長を用いて,波に関する計算をやっていきます!
