物理・波動・音/原理と探求
波の干渉の解説
2つの波が重なった場所の変位は、2つの波の変位を加えた値です。振幅・振動数・位相差を調整し、補強干渉と相殺干渉を比較します。同じ瞬間の波形だけでなく、観測点の時間変化も一緒に読めば、合成波の大きさが変わる理由を理解しやすい。
どのような原理？
同じ振動数・振幅のとき位相差0°は補強、180°(π)は完全相殺です。
重要な関係
y = y₁ + y₂
観察してみよう
- 青・オレンジは個別波動、緑は合成波です。観測点でy₁+y₂を確認してください。
- 同じ振幅・振動数で位相差0°、90°、180°をそれぞれ4s観察して記録します。
- 1波の振幅または振動数1つだけを変えて記録します。
結果を読み解く
位相差が180°であっても完全に相殺されない条件は？
同じ振動数でも振幅が違うと振幅差分だけ残ります。
モデルの仮定と限界
小さな振幅の線形波を加えます。どちらの波も同じ空間波長4 mの独立信号です。他の振動数では位相差が時間によって異なります。 4秒間の（最大値−最低値）/2は有限観測区間の値です。音はf₁の220倍です。