波動 — 振動が空間に伝わるとき
高1 ✦ 物理基礎 ✦ 波動 ✦ 波の基本·物理基礎(波)
動かす前に — どうなると思う?
媒質の v を一定とする。振動数 f を 2 倍にすると、波長 λ は?
ヒント: v = f·λ。v が変わらない条件で f を上げたら λ は…?
周期 T1.250 s
波の速さ v2.40 m/s
波長 λ3.00 m
振動数 f0.80 Hz
波って、何?
その 1単振動は 1 点が行ったり来たりする現象でした。波はその振動が空間に伝わっていく現象。
スタジアムのウェーブを思い出して。 一人一人は立ったり座ったりしているだけだけど、 全体としては波が観客席を進んでいきます。 媒質粒子(一人ひとり)は その場で振動するだけ、 運ばれるのは「振動のパターン」だけ ── これが波の正体です。
言葉のおさらい
その 2- 振幅 A: 振動の縦の大きさ。音なら「音量」、水面なら「波の高さ」。
- 波長 λ: 空間の繰り返し。山から次の山までの距離。
- 振動数 f: 1 秒間に何回振動するか(単位 Hz)。 周期 T = 1/f と裏返しの関係。
- 波の速さ v: v = fλ。媒質で決まる定数 ── たとえば空気中の音速は約 340 m/s。
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その 3- 振動数 f を上げると波長 λ が縮むことを目で確かめる ── v = fλ の正体。
- 媒質粒子を表示して、波が右へ進んでも一つひとつの粒子は その場で振動するだけだと見抜く。
- 横波 ↔ 縦波 のトグルで、音波(縦波)も式は同じだと気づく。
- y-t グラフで、追跡粒子 x₀ の時間振動を観察。 単振動のサイン波と同じ形だ、と確認できる。
- 2 波目をオンにすると、逆向きの波と重ね合わさって 定在波(節と腹)が現れる ── ギターの弦・気柱共鳴の仕組み。

