質問: 物理基礎 定常波の問題がわかりません。 写真の(2)がわからないです。どうして8分のλずらして合成を 物理基礎 定常波の問題がわかりません。 写真の(2)がわからないです。どうして8分のλずらして合成を考えるのですか? 作図して位置を考えるのも無理矢理感があるように思います。 写真見づらかったらすみません。 よろしくお願いします!
回答: >どうして8分のλずらして合成を考えるのですか? 「今」の合成と、2つの波を各々逆方向に λ/8 だけずらしたときの合成の2つを書いてみれば、どこが「節」「腹」かが分かるからです。 λ/8 だけずらしたときには、2つの合計で「(1/4)λ」だけずれたときの波形が書けるので、波がどちらにどう動いているのかが判別できます。 問題文中に図が示された「今」の合成では、 ・「プラス」の振幅と「マイナス」の振幅が等しくなる「x=3.0、7.0」で合成振幅が 0 になる。 ・x=0~3.0 では合成振幅は「プラス」、x=3.0~7.0 では合成振幅は「マイナス」、x=7.0~ では合成振幅は「プラス」になる。 ことが分かります。 実線の波形を右に λ/8 (x=1)だけずらした波形と、破線の波形を左に λ/8 (x=-1)だけずらした波形を書いて、それを合成してみる。 そうすれば ・「x=3.0、7.0」で、やはり「プラス」の振幅と「マイナス」の振幅が等しくなるので、合成振幅は 0 になる。 ・やはり、x=0~3.0 では合成振幅は「プラス」、x=3.0~7.0 では合成振幅は「マイナス」、x=7.0~ では合成振幅は「プラス」になる。 ことが分かります。 各々逆方向に λ/4 だけずれたときには、2つの合計で「(1/2)λ」だけずれたときの波形になるので、これでは波がどちらに進んだのか判別できません。 さらに (3/8)λ、(1/2)λ・・・ずつずらして合成してもよいですが、「節」「腹」の位置は変わりません。 >作図して位置を考えるのも無理矢理感があるように思います。 いや、実際に作図してみて考えないと、頭の中だけでは理解や納得はできません。 「論より証拠」、自分でやってみて結果を確認することが大事なのですよ。 それが「科学」の原点です。