波の独立性

今回からは,波がもつ特徴的な性質について学んでいきます!

波が複数発生すると,その波どうしがぶつかってしまうことがあります。 ぶつかった後の波の振る舞いについて考えてみましょう。

ぶつかった波のゆくえ

突然ですがここで問題!!

右に進むパルス波と左に進むパルス波がぶつかりました。

ぶつかった後,それらの波はどうなるでしょうか?

次の4択から選んでみてください。

①消える

②片方がもう片方を飲み込んで,1つの波になって進む。

③はねかえる

④素通りする

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さあ,答えは決まりましたか?

まだの人はよく考えてください。

解答はこの下にあります。 決まった人は答え合わせへGO! ↓ ↓ ↓

 

では,解説しましょう!

この問題の正解は,実はみなさんもよく知っている現象です。

いちばん身近な波である「音」を例にとります。

2人の人が向かい合って同時に声を出したらどうなりますか??

①「消える」が正解だとすると,お互いの声が聞こえない事になります。

そんなことありませんよね? 相手の声は聞こえるはずです。

②「片方がもう片方を飲み込む」も変です。

どちらか片方は相手の声が聞こえないことになります。

③「はねかえる」もありえません。

音がはねかえったら,自分の発した声が聞こえてしまいます。

…と,いうわけで正解は④「素通りする」です!!

向かい合って声を発すると,途中でお互いの声がぶつかることになりますが,ちゃんと,お互いに相手の声が聞えるはずです。

ただ単に「聞える」だけでなく,相手が発した音が「そのまま」聞こえます。

つまり,音はぶつかってもまったく影響を及ぼさず,互いに素通りすることがわかります。

これは音だけでなく,すべての波に共通する性質で,「波の独立性」と呼ばれています。

独立性は波を語る上で非常に大切な性質のひとつ。

というのも,普通の物体どうしの衝突では素通りなんてありえないからです。

今回のまとめノート

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次回予告

波がぶつかった後,素通りするのはわかったけど,ぶつかった瞬間はどうなっているんでしょう? 次回に乞うご期待!

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?...