前回（#05）のまとめ

• 縦波は横波のように表記することができる。

• 縦波のｙ軸（縦軸）は媒質の左右の変位を表している

横波から縦波へ

描くのが難しい縦波を、描くのが簡単な横波として変換して描き表す方法を#05では学びました。身近な音は縦波の現象です。カラオケ屋の声の波形表示など、身近な場所では、縦波を横波のように表しているのをよく見かけると思います。

例えばこれ。

スマートフォンの音声録音機能を使ったときの様子です。録音ボタンを押して話しかけると、声が記録されたということが横波として表現されています。なおこれは縦波のy-tグラフです。

また次の動画を御覧ください。声や音叉の音を縦波（y-tグラフ）として表示してくれるデジタルオシロスコープ（SoundBeamというアプリ）を使って見た音声波形の様子です。

用意したものは、iPad、音叉、声です。

音叉の振動ではとくにきれいに空気（媒質）が振動しているのがわかります（なおオシロスコープの波形はy-tグラフです）。

このように私達の身近にある縦波の横波表記ですが、この横波で表された縦波を、瞬時に縦波としてイメージする力が、縦波を理解する上で重要です。

前回の#05では縦波を横波へと直しましたが、今回はその逆。横波の様子を見て、縦波の様子を描き、密な場所・疎な場所・媒質の変位が大きい場所・媒質の動きが速い場所などがわかるようにしていきましょう。

３ステップ解法で横波表記から縦波に！

横波から縦波に変形するための３ステップ解法を紹介しましょう。私は３ステップで考える「３ステップ解法（３つのステップを順番に見ていくと理解できる方法）」というものを提唱しています（参考「ぶつりの１・２・３※」。

※　ぶつりの1・2・3 誰でも解ける! センター物理「力学」の3ステップ解法 (サイエンス・アイ新書)

物理が苦手だなと思った人でも、思考ステップを３つに区切るとわかりやすく、理解の助けになります。

例えばこのような横波表記された縦波があったとします。

練習問題

次の「横波で表された縦波」について、「密」の場所はＯ・Ａ・B・C・Ｄ・E・F・Gのどこですか。すべて答えなさい。

 

このようなときは、３ステップ解放を使って、横波表記から縦波に変換してみましょう。

縦波への変形１・２・３

1.　ボール（媒質）を置き、上下に矢印を伸ばす 2.　矢印が上に伸びたら右に、矢印が下に伸びたら左に倒す （※　波の進行方向が右の場合） 3.　矢印の頭にボールを移動させ「疎」「密」を記入

この３ステップ解法で考えてみましょう。

１　ボール（媒質）を置き、矢印を上下に伸ばす

次の図のように、O〜Gの位置にボールをおきます。そして、その場所から横波に向かって上下に矢印を伸ばします。

ちなみに、Oの位置のように矢印が伸びない場所もあります。

２　矢印が上に伸びたら右に、矢印が下に伸びたら左に倒す

縦波の横波表記におけるy軸は、ｘ軸正の方向（右）の変位を表していました。そのため上に伸びた矢印「↑」は「右」に、その反対に下に伸びた矢印は、ｘ軸の負の方向（左）の変位を示すので、「左」に倒しましょう。

３　矢印の頭にボールを移動させ「疎」「密」を記入

矢印の頭にボールを移動して、それぞれを「青」で色付けしました。なお原点Oの媒質のように、矢印が伸びないものは、その場所にいるということを示していますので、青で色付けをしています。

青いボールに注目してみてください。青いボールが集まったところがありますよね。ここが「密」になっているところです。密になったところは、O、Dの２つ、反対に疎となったところは、B、Fの２つということがわかりますね。

<

p style=”text-align: right;”>答え　密はO,D

続きます。

止まっている媒質はど〜れだ（縦波）【スマホで物理#06-2】

参考情報

波については拙著も参考にしてみてください。

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