- まずはザックリ理解したい
- イメージを優先したい
- 苦手を克服したい
このような方向けに解説をしていきます。
【今回わかること】
- 自由端と固定端の違い
- 自由端・固定端反射波の作図手順
目次
反射波とはなにか
水やロープを揺らし波を作って、その波が壁にぶつかるとはね返ってきます。
このはね返ってきた波を反射波と呼びます。
反射には2種類あるので、まずはその2種類を整理しておきましょう。
同じ形ではね返ってくる「自由端反射」
自由端とは、自由に振動できる端っこということです。
ロープの左端を握って揺らすと、ロープの右端は自由に動くことができます。
自由端の場合は、反射する前と同じ状態の波がはね返ってきます。
| 反射する前 | 反射した後 |
|---|---|
| 山 | 山 |
| 谷 | 谷 |
逆の形ではね返ってくる「固定端反射」
固定端とは、固定された端っこのことです。
ロープの左端を握って揺らしたとき、ロープの右端を違うひとにギュッと握られているとします。
このときロープの右端は固定された状態になるので、一切振動することができません。
固定端反射の場合は、反射する前の波が上下逆さまではね返ってきます。
| 反射する前 | 反射した後 |
|---|---|
| 山 | 谷 |
| 谷 | 山 |
端っこが動けるかどうかで決まる！
反射波の作図方法
自由端反射波の作図は2ステップ、固定端反射波の作図は3ステップで完成します。
- 壁の向こう側まで波の続きを書く
- 壁を軸にして①を横へ倒す
- 壁の向こう側まで波の続きを書く
- 上下にひっくり返す
- 壁を軸にして②を横へ倒す
自由端反射の作図例
①壁の向こう側まで波の続きを書く
入射波から規則性をつかんで続きを書きます。
②壁を軸にして①を横に倒す
壁を軸にして線対称に移動させた波を書けば、自由端反射波の完成です！
続きを書いて、横に倒す！
固定端反射の作図例
①壁の向こう側まで波の続きを書く
自由端反射波のときと同じステップです。
②上下にひっくり返す
横軸に関して線対称に移動させます。
③壁を軸にして②を横に倒す
壁を軸にして線対称に移動させた波を書けば、z固定端反射波の完成です！
上下にひっくり返すステップが追加されただけ！
まとめ
- 端が動ける状態が自由端
- 端が動けない状態が固定端
- 自由端反射波は2ステップ
- 固定端反射は上下にひっくり返すステップが追加される
例題