(゚д゚) 波は反射「も」2種類ある!自宅で自由端反射の実験を行うコツ

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波が物体にぶつかると、どうなるのだろう?

2種類の反射を見てみよう!

お父さん・お母さんこんにちわ!
今日は家庭でできる波の反射の実験についてご紹介します。
お子さんとぜひ挑戦してみてください。

波が反射をする様子をみると、大人も感動するので(各県で行った実験教室で実証済みです(^^))、
ぜひ生で見せてあげてくださいね。

さて、波の反射には2つの種類があることを知っていましたか?

中学のときには、縦波と横波という2つの波を勉強していましたが、
これらの波は反射をします。この反射の様子には、2つの種類があります。

まずは反射の様子を御覧ください。

このように波が端っこまで行くと、反射してかえってくることがわかりますね。
この反射は自由端反射という反射です。

今回は自由端反射と固定端反射の違いについて、なんとおもちゃのバネで確認できる実験を紹介します。

科学のレシピ

用意するもの

おもちゃのばね、ヒモ、固定するもの

実験手順

① バネを伸ばして、片側を固定して、もう片方を振ってみる。
固定する方法は、お父さん、お母さんが持ってあげるか、壁等に固定します。お子さんにもう片方の端をもたせて、すばやく振らせてみてください。

② 固定をはずして、固定していた端に10cmくらいの糸を結びます。

③ 糸の端を今度は固定して、①と同様に反対側のバネを振ります。

結果

実験手順①の反射をよく見て下さい!

右側にもりあがった部分が反射すると・・・。

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同じく右側がもりあがってでてきます。

2

これを固定端反射といいます。固定端反射の特徴は、右側に出ていた山の部分が反射すると、左側に飛び出てくることです。これを位相がπ(パイ)変化したといいます。

小学生の場合は、名前などはどうでもいいので、この反射すると様子が変化することに注目させてください。

次に、実験②~③の反射を見てみましょう。

冒頭で見ていただいたのが自由端反射です。自由端反射の特徴は、右側に出ていた山の部分が反射すると、同じ右側が盛り上がった状態で返ってくることです。これを位相が変化しないとか、高校物理ではいいます。

小学生の場合は、名前はどうでもいいので、この様子に注意をして見るように教えてあげてください。もう一度見てみましょう。

右側が盛り上がっています。

1

右側が盛り上がったまま返ってきます。

2

このような反射の様子の違いが、実は光の干渉現象というものを考えるときに、重要になっていきます!小学生のうちから、波の様子については確認しておきたいですね。

見ているだけでも楽しいので、ぜひご自宅で挑戦してみてくださいね(^^)

PS この実験は拙著「大人のための高校物理復習帳」の中で紹介しています。
その他の実験についても、こちらを参考にしてください。

科学の情報はこちらにも掲載しています。


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プロフィール

桑子 研
桑子 研(くわこけん) 1981年群馬県生まれ。共立女子中学高等学校の理科教諭を務めるかたわら、サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など科学啓蒙書・参考書・絵本など10冊。東京書籍の教科書編集委員・ナリカサイエンスアカデミー公認講師。

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