今回の問題
wave08【設問別解説】考え方から計算プロセスまで徹底ガイド
この問題のテーマは「定在波の基本的な性質」です。振幅や波長が等しい2つの波が、互いに逆向きに進んで重なると定在波ができます。この定在波の振動数や振幅、節の間隔が、元の波の性質とどう関係しているかを理解することが目的です。
問題を解く上で鍵となる物理法則や概念は以下の通りです。
- 重ね合わせの原理: 波が重なるとき、媒質の変位は各波の変位の和になります。
- 定在波の腹: 2つの波が常に強め合う点で、振幅が最大になります。
- 定在波の節: 2つの波が常に打ち消し合う点で、全く振動しません。
基本的なアプローチは以下の通りです。
- (1)では、定在波の振動数と腹の振幅が、元の進行波の振動数と振幅からどのように決まるか、基本的な定義に基づいて答えます。
- (2)では、定在波の節と節の間隔が、元の進行波の波長とどのような関係にあるか、基本的な定義に基づいて答えます。
