Mitä tapahtuu, kun aallot kohtaavat? Tutki superpositiota Scratch-simulaattorilla!
Olen fysiikan valmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.
Valtavat aallot merellä, korviimme kantautuva kaunis musiikki tai älypuhelimen langaton yhteys – maailmamme on täynnä ”aaltoja”, näkyviä ja näkymättömiä. Mitä luulet tapahtuvan, jos kaksi eri suunnista tulevaa aaltoa törmäävät toisiinsa nokkakolarissa? Aalloilla on itse asiassa taianomainen ominaisuus, joka eroaa täysin kiinteiden esineiden törmäyksestä.
Tällä kertaa esittelen itse tekemäni oppimateriaalin, jonka avulla voit kokea tämän aaltojen ihmeen visuaalisesti!
Työmatkalla hiottu ”Aaltojen yhdistymisen” simulaattori
Minulla oli jo pitkään ajatus materiaalista, jonka halusin ehdottomasti toteuttaa: työkalu, joka visualisoi ”aaltojen superpositiota”. Pohdin päivittäin, miten ohjelmoisin Scratchilla aaltojen liikkeen mahdollisimman realistisesti.
Monien kokeilujen jälkeen sain viimein valmiiksi tämän työkalun!
https://scratch.mit.edu/projects/224259809/
Löydät videon simulaattorin toiminnasta myös YouTubesta. Katso ensin, kuinka sulavasti aallot liikkuvat!
Aaltojen magiaa: Mitä on ”superpositioperiaate”?
Miltä näytti? Tässä simulaattorissa voit luoda haluamasi aallot milloin vain painamalla näytön yläreunassa olevia painikkeita.
Koulun fysiikantunneilta tuttu ”superpositioperiaate” tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että kun kaksi aaltoa kohtaa, niiden yhteinen korkeus on kunkin aallon korkeuksien summa.
Esimerkiksi, kun kaksi aallonharjaa kohtaa, syntyy hämmentävän suuri aalto, kuten alla olevasta kuvasta näkyy. Tätä kutsutaan ”vahvistavaksi interferenssiksi”.
Toisaalta, jos harja ja aallonpohja kohtaavat, ne voivat kummota toisensa ja pinta jää täysin tasaiseksi. Nykyiset ”vastamelukuulokkeet” hyödyntävät juuri tätä periaatetta: ne luovat vastakkaisen aallon ympäröivälle melulle ja näin hiljentävät äänen. Tieteen voima on uskomaton, eikö vain?
Kurkistus ”näkymättömien aaltojen” sisälle
Tämän simulaattorin hienous on siinä, että voit nähdä ”yhdistyneen aallon sisälle”.
Vaikka se näyttäisi yhdeltä suurelta aallolta, alkuperäiset kaksi aaltoa ovat siellä piilossa. Kohtaamisen jälkeen aallot jatkavat matkaansa muuttumattomina, aivan kuin mitään ei olisi tapahtunut. Tätä kutsutaan ”aaltojen riippumattomuudeksi”.
Simulaattorilla voit kokeilla eri muotoisia aaltoja. Kokeile rohkeasti kotona kuin ratkoisit palapeliä: ”Mitä tapahtuu, jos törmäytän nämä kaksi aaltoa?”
Ota yhteyttä ja lue lisää
Tiede on lähempänä kuin uskotkaan! Kerään sivuilleni helppoja ja hauskoja kokeita, joita voit tehdä kotona. Käy tutustumassa:
Tiedevinkkini on julkaistu kirjana. Lisätietoja täältä.
Lisätietoa minusta (Ken Kuwako) löytyy täältä.
Yhteydenotot (kirjoituspyynnöt, luennot, tiedepajat jne.) täältä.
– Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!
Tiedevinkkien YouTube-kanava tarjoaa videoita kokeista!
２月のイチオシ実験！梱包材で遊ぼう！
- 静電気の時期になってきました。子供と一緒に梱包材で盛り上がろう！→ やめられなくなる！静電気実験２０
テレビ番組・科学監修等のお知らせ
- 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
- 2月27日 科学監修をした番組が放送予定です。
書籍のお知らせ
- 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
- サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
講師・ショー・その他お知らせ
- 3/20（金） 日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③ 11:20-12:20
- 7/18（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
- 10/10（土） サイエンスショー予定
- 各種SNS X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
