物理基礎｜波（2）重ね合わせと定常波

波は重なっても通り抜け、重なった所は「足し算」

この教材のために作ったオリジナル問題です。

答えを選ぶと、正解とわけが出ます。図の問題は、答えたあとに図が動いて確かめられます。

問1選んで答える

高さ 3 cm の山と、深さ 1 cm の谷（変位 −1 cm）がちょうど重なった。重なった所の変位は？

答えと解説

正解：+2 cm

重ね合わせの原理：y ＝ y₁ ＋ y₂ ＝ 3 ＋ (−1) ＝ +2 cm。

問2選んで答える

ロープの端を壁に固定し、山を送った。反射してもどってくる波は？

答えと解説

正解：谷（反転してもどる）

固定端では端が動けない（変位 0）ので、山は谷に反転してもどる。

問3選んで答える

定常波で、となり合う節と節の間隔が 0.30 m だった。この波の波長は？

答えと解説

正解：0.60 m

節の間隔＝ λ/2 より λ ＝ 0.30 × 2 ＝ 0.60 m。

問4選んで答える

定常波の「節」はどんな所？

答えと解説

正解：全く振動しない所

節は 2 つの波がいつも打ち消し合って、全く振動しない所。腹はいちばん大きく振動する所。

問5考えてから見る

定常波が「進まない」のはなぜか、重ね合わせの考え方で説明しよう。

答えと解説

反対向きに進む同じ波を重ね合わせると、2 つの変位の和がいつも 0 になる場所（節）と、最大になる場所（腹）が決まった位置に固定される。だから波の形は進まず、その場で振動するように見える。

自分の答えに、次のことが入っていたかくらべてみよう