縦波と横波の違いは？書き換え方法も解説【イメージ重視の物理基礎】

このような方向けに解説をしていきます。

ばねを揺らしたら横波

ウェーブマシンのように、「波が進む方向」と「媒質が振動する方向」が十字になるものを横波と呼びます。

ばねを引っ張って揺らす状況を考えてみましょう。

ばねの右側を揺らすと、左側にある壁に向かって波が進んでいきます。

このときにばねの1カ所だけをジーっと見つめると、上下に動く。

このような波が横波です。

「上下に振動するのに、なんで『横』波なの？」という疑問は、波を見る向きを変えれば解決です！

ばねを押し込めば縦波

「波の進む方向」と「媒質の振動する方向」が平行になる波を縦波と呼びます。

ばねを引っ張って、ばねの右側を押し込む状況を考えてみましょう。

ばねを押し込むと、ばねが密集する部分が、左の壁のほうへ移動していきます。

このときにばねの1カ所をジーっと見つめると、左右に動く。

揺れが伝わる方向も、1カ所が揺れる方向も、どちらも同じ方向のものを縦波と呼びます。

「横に揺れるのに、なんで『縦』波なの？」という疑問は、見る向きを変えるだけで解決です！

横波→縦波に書きかえる方法

横波で表現されている波を縦波に書き換えたいときは、次の3ステップで進めてみましょう。

①中心の軸から矢印を書く

上に振動しているのか、下に振動しているのかが分かれば大丈夫です。

中心の軸部分は、上にも下にも振動をしていないところなので、矢印は書かずに点を書くだけにしましょう。

②矢印を時計回りに90°回す

回す向きを間違えないように注意しましょう。

③矢印の先端に点を書く

この点が書ければ、縦波への書き換えが完成です。

縦波に書き換えれば、密と疎はカンタン

縦波に書き換えると、周りの点が集まってくるところと、周りの点が離れていくところが見つかります。

このような特徴的な2ヶ所に名前がついているので、覚えておきましょう。

密の場所・疎の場所を探すコツは、振動していない点(変位が0のところ)に注目することです。

振動していない点にターゲットを絞って、周りの点が集まってるか、それとも離れてるかを調べましょう。

まとめ

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