質問: クラドニ図形 http://www.youtube.com/watch?v=s9gbf8y0ly0&feature=player_embedded 金属の板の中央を振動子で支え、振動子を振動させると、周波数に応じた定在波が金属板に現れる。金属板の上に砂を撒くと定在波のパターンを見ることができる。 砂が描いたパターンは「クラドニ図形」と呼ばれていて、周波数に応じて形が変わっていく様子が見られます。 α:砂が移動する理屈:金属板とまさつ力を受けて運動する粒子の軌跡をニュートンの運動方程式で解くと、定在波の「節」の方向に集まろうとすることがわかります。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ α:の文章の意味が良く分かりませんので、分かる人が居ればなるべく専門用語抜きで説明をお願いします。 また、詳しくない(専門家でない)人でも、思いついたりひらめいたりしたら、何でもいいので聞かせてもらえればと思います。 キリスト教や仏教的な見地からの回答も期待しています。
回答: no.2 & 6 & 8 & 9 & 10です 固有振動(あるいは共鳴現象)という概念がどういったものかを、おおよそ感覚的にでもつかんでおくことをお勧めします。 小さい浴槽にはいって、水中で手足を動かすならば、水面に波ができます。その波が移動せずに、部分的に上下動するところと、上下動しないところに分かれるとき、進行波と反射波とが上手く重なり合っている状態になります。そのまま、振動の大きさ(振幅、すなわち、波の高さ)を大きくするように揺さぶるなら、波頭は大きく砕け、浴槽の外に飛び出すぐらいになります。 同じことを、大きな浴槽、というより、温泉の大浴場で行おうとしても、(あらゆる方向に進行し、減衰するだけの一方通行の波なので)同じようなことは起こりえない(難しい)でしょう。 金属板が均質で、かつ、均一で適度な厚みを持っており、さらに適度な大きさであるなら、それに合った周波数の振動にて表面が細かく波打つ訳です。大きくなったり、厚くなったり(あるいは硬くなったり)すると、そういった現象が起こりにくくなるわけです。 物質の横波としての振動概念(空間を伝播するときは縦波、すなわち音)と、電磁波の横波としての振動概念(空間を伝播するときも横波、すなわち光)は、その波長と、相互作用するところの対象物の大きさとの関係から、非常に似通っていますが、性質と作用は大きく異なっています。 共鳴現象の宗教的な利用(あるいは関連)は、たとえば、釜鳴り神事にても認められます。 http://www.jiiya.com/purana8.html