#07波のフシギな性質

ケン博士

　波の基礎知識はこれでおわりです。今回からは波の不思議な驚くべき性質を順番に紹介していきます。サイエンストレーナーの桑子研です。 

#06のまとめ

波の５つの性質

ここまでで、波を表すために必要な物理量や、　#縦波 と #横波 という２種類の波について学んできましたね。波の基礎的な知識の説明は終わりました。次にここからが面白いところですが、「 #波の性質 」について見ていきましょう。波は身近にある野球ボールなどの物体では考えられない不思議な性質を持っています。例えばボールがもし波だとすると、ボールとボールがぶつかると消えたり、

大きくなったりする現象が起こります。

普通では、考えられませんよね。

これらの波の性質を理解すると、身近な波の現象である音や光の不思議なことがよくわかるようになります。今回は波の性質を５つにわけて順番に紹介していきます。これらの性質を一つ一つ見ながら、波のヒミツにせまっていきましょう。

波の性質①　素元波

洗面器にいれた水の水面をイメージして下さい。この水面のように媒質が２次元空間に広がっている場合では、どのように波は広がって行くのでしょうか。水面を突っついてみると、

もう少し立体的に見てみると…

Grapherという作図ソフトで描きました。

この図のように、波はつっついた場所を中心として、円形に広がっていきます。一番外側の波紋の様子（真上から）を時間順に追っていくと…

Scratchをつかってシミュレーション教材を作りました。こちらから実際に試すことができます。なおフラッシュなので、PCでないと動かせない場合があります。スマホの場合はPuffinというブラウザアプリがあると試すことができます。次のものは、その動画です。

実際に触って試せるインタラクティブ教材も作りました。こちらからどうぞ。

波が起こった場所（つっついた場所）を波源(はげん)といいます。また山や谷の面を重ね合わせた線を波面(はめん)といいます。

また波は波源から離れるように、放射状に進み、波の進む方向と波面は必ず垂直に交わるという面白い性質があります。

このように広がる最も基本的な波を #素元波 （そげんは）といいます。実はこの素元波を応用すると、波が作りだす様々な波面について、統一的に説明ができるようになります。その意味で、素元波は「波の子供」のようなものなのですね。次回をお楽しみに。(^^)

続きます。

回折は波の子供（素元波）で考えてみよう【スマホで物理#08】

参考情報　動画授業

動画にて解説をしました。プリントをダウンドードしてご覧ください。

ホイヘンスの原理

波のいろいろな性質について、ホイヘンスの原理をつかって統一的に説明をしてみましょう。 インタラクティブ教材　・素元波 　・線状の波　・回折 ・反射　・屈折

PDF（ホイヘンス） Jam(ホイヘンス)

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