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弦を伝わる波

粒子の垂直振動を観察し、v=fλを測定で確認します。

    P06 · 弦を伝わる波0.00s・準備
    粒子の垂直振動を観察し、v=fλを測定で確認します。

    物理・波動・音/原理と探求

    弦を伝わる波の解説

    列のピークは横に移動しますが、行を構成する粒子はどの方向に移動しますか?表示した粒子の運動と全波形を一緒に見て波動の伝達を区別する実験です。振動数・振幅・波動速度を一つずつ変え、波長と周期の関係を測定してみてください。

    どのような原理?

    振動数が大きくなると同じ速度で波長は短くなります。粒子のxは変わりません。

    重要な関係

    v = fλ = λ/T

    観察してみよう

    1. オレンジ色の粒子は同じxから上下にのみ移動します。 3周期観察後に停止し、しばらく停止することもできます。
    2. 速度を固定して1、2、4 Hzを記録します。周期は粒子のゼロ点を通過し、波長は空間ゼロ点の間に広がります。
    3. 振幅だけを変えたり、速度だけを変えて比較します。

    結果を読み解く

    速度4m/s、振動数2Hzで測定した波長2mを解析すると?

    伝達速度はfλで、行の粒子は固定xで垂直振動します。

    モデルの仮定と限界

    均一で無限の行の小さな振幅線形進行波です。反射・減衰・分散を省略します。時間間隔は1/240秒、空間標本間隔は0.002 mです。音は実際の振動数の220倍です。