【演習】定常波

物理基礎【波】第13講『定常波』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

定常波波の中でも特徴的な性質をもつ定常波という波について理解を深めましょう。...
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問題

[Level.1]
x軸上を互いに逆向きに進む,ともに速さv[m/s],振幅A[m],波長λ[m]の2つの正弦波が重なりあって,図1のような合成波が生じた。 この合成波は,実線で書いた波形と,破線で書いた波形を一定時間ごとに繰り返す。 この合成波に関する次の文章のうち,正しいものをすべて選べ。
(ア)この合成波は定常波と呼ばれる波である。
(イ)x=0mの地点のように,媒質が大きく振動する点を腹という。
(ウ)この合成波の波形は,x軸の正方向に速さ2v[m/s]で進む。
(エ)この合成波の振幅は2A[m]である。
(オ)隣り合う腹と腹の間隔はλ[m]である。

[Level.2]
前問において,実線で書かれた波形から,最初に破線で書かれた波形になるまでにかかる時間を,vAλのうち必要なものを用いて表せ。

[Level.3]
図2は,x軸上を互いに逆向きに進む正弦波A,Bのある時刻における波形である。 0m≦x≦8.0mの範囲で,A,Bがつくる定常波の腹となる位置をすべて答えよ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
(ア),(イ),(エ)

[Level.2]
 \frac{\lambda}{2v}

[Level.3]
0m,2.0m,4.0m,6.0m,8.0m

こちらの動画で詳しい解説をしています。 ぜひご覧ください!