09/12/20 波動のお話【物理学】
- カテゴリ：勉強
- 2009/12/20 11:57:11
このような質問がありましたので、返答致します。
> 物理の質問です。よろしくです。
> 例えば1.0ｍのバネガあります。
> 波長はどう求めるんですか？
> 私は２分のλだと思っていました。
> 違うんですか？
基本的に、波長は以下の公式で求まります。
m：メートル
Hz:ヘルツ
s：秒
v(波の速さ)[m/s] = f(振動数)[Hz] ×λ(波長)[m]
なぜかというと、よく知られているように
速さは「一定の道のり」を「移動するのに要した時間」で割った値です。
v(平均の速さ)[m/s] = x(道のり)[m] ÷ t(時間)[s]
ここで、波の各要素について振り返ってみましょう。
振幅(A[m])：波が振動する際に、媒質が揺れる最大幅。
周期(T[s])：波が振動して、また元の位相に戻るまで（1回の振動）に要する時間。
波長(λ[m])：1周期の間で波が他の媒質に振動を伝えた距離。
振動数(f[Hz])：1s間に波が振動した回数。つまり、Hzは回数のこと
ここで、速さの定義から考えると、以下の関係が成り立ちます。
v[m/s] = λ[m] ÷ T[s]
また、周期と振動数の定義から
以下の比の関係が成り立ちます。
f[Hz] ： 1[s] = 1[Hz] ： T[s]
これを等式に直すと
f × T = 1 × 1
となり、
f = 1 ÷ T
の関係式が成立します。
ゆえに、さっきの式と併せて、
v = λ × f
が、言えるわけです。
つまり、波長は特殊な条件がない限り、
「波の速さ」と「振動数」が分からなければ
求めることはできません。
たとえ、バネの長さが1.0mあったとしても、
例えば、波の速さが一定の状態で
バネを早く振動させれば（1s間に振動する回数を上げれば）
それだけ、波長は短くなります。
2分のλになるのは…
主に閉管での音波の共鳴での話ですね。
3回目で共鳴したときの開管からの距離から
2回目で共鳴したときの開管からの距離を引くと
確かに半波長になります。
もし、これだけの要素でも求まるとしたら…
定常波しか考えられないですね。
他に何にも条件がないんですか？
ばねの両端が固定されているとか
わかりました。
また教えてくださいφ(ﾟ-ﾟ=)ﾒﾓﾆｬﾝ
よろしくです
aria娘高校生でした。
Why?(笑)
I do not understand at all(o；ω；o)
（今頭のネジが飛びましたｗ）