物理基礎:波の要素

<ポイント>
・波において、「同じ状態にある」となり合う2点間の距離を波長という
・「振動の中心と最大の変位までの幅」を振幅という
・媒質の「1秒間に振動する回数」を振動数という
波の要素
(1)波長
波において、「同じ状態にある」隣りあう2点間の距離を波長といいます。
言い方を変えれば、「ある点から、同じ状態に戻るまでの長さ」ともいえます。
つまり、「波一つ分の長さ」を波長といいます。

上図において、山と山・谷と谷の間の距離を波長としていますが、(となり合う)「同じ変位 y の点」どうしの距離はどこでも等しくなっていて、波長として考えることができます。

ふつう、波長は「 λ(ラムダ)」を使って表します。

(2)振幅
「振動の中心と最大の変位までの幅」を振幅といいます。
「振動の中心から山まで」「振動の中心から谷まで」の幅のことです。

なお、「山と谷」の幅のことを波高といいます。

(3)周期
媒質中の1点における振動が、1回終了するごとに「波形は1波長λの分だけ前進」します。
このときにかかる時間周期といいます。
(「山(谷)がきてから、次の山(谷)がくるまでの時間」とイメージすると分かりやすい)

ふつう、周期は「T」を使って表します。

(4)振動数
「単位時間(ふつう1秒間)に媒質の1点を通過する波の数」を振動数(または周波数)といいます。
これは「媒質の1秒間の振動回数」と考えることもできます。

振動数(周波数)の単位は「Hz(ヘルツ)」を使います。
(1秒間に1回振動すると、1Hz)

ふつう、振動数は「f」を使って表します。

<補足>
波形において、「媒質の変位が最大になっている」部分を、「媒質の変位が負の方向に最大になっている」部分をといいます。
波形を見た目通りにとらえてもらって、「上にふくらんでいる部分」が山、「下にへこんでいる部分」が谷だと考えましょう。
<まとめ>
・波において、「同じ状態にある」となり合う2点間の距離を波長という
・「振動の中心と最大の変位までの幅」を振幅という
・媒質の「1秒間に振動する回数」を振動数という

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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