adobestock_136094930

波というのは「ある点で生じた振動が次々と伝わる現象」であり、波を理解するということはすなわち、媒質の振動の様子や変化を理解するということです。波は様々な性質を持っており、日常生活にも大きく関わっている現象です。ひとつひとつ丁寧に理解していきましょう。

波の性質

まずは波の特徴を表す物理量である「波長」「振幅」「振動数」「周期」の定義を理解しましょう。振動数と周期の関係、波の速さと波長、振動数との関係など、基本的な関係式を押さえるのも重要です。また、波には縦波と横波の2種類あります。縦波、横波の違い、それぞれ具体的にどのような現象があるのか、縦波を横波のように表す方法、縦波における媒質の疎密について理解しましょう。

次に、波の性質である反射と重ね合わせについて理解していきます。最初に波の反射についてです。光でよく知られているように、全ての波には反射の法則が成り立ちます。自由端反射と固定端反射について、それぞれ反射の前後で波形がどのようになるか、確実に描けるようにしておきましょう。さらに波の性質としての重ね合わせと独立性についても理解してください。

adobestock_146402398

mtp-ec
苦手だった英語でほぼ満点を取って国立千葉大学医学部に現役合格した話。
人気記事

典型的な縦波で、実生活においても身近な音(音波)についてです。

まず音を特徴づける音の三要素が、波を表わすどの物理量に対応するのかを理解しましょう。そして音における反射、屈折、回折、干渉の各性質が実生活においてどのようなものか確認してください。また、音の干渉における特別な場合としての「うなり」について、どのような原理でうなりが起こるのか、1秒間に聞こえるうなりの回数について理解しましょう。

次に弦の振動についてです。弦の振動がどのように伝わり、どのように反射し、どのように干渉するのか、干渉した結果どのような定常波ができるのかという原理的な理解をまずはしっかりと行ないましょう。その次に定常波の形状と様々な物理量の関係などを、問題演習を通して学んでください。

弦を伝わる波の速さの公式 v=√S/ρ(Sは弦の張力、ρは弦の線密度)は、問題文に書いてあることが多いのですが、覚えておいて損はありません(単位を考えればわかりやすいと思います)。気柱の共鳴は、縦波で考えるということが弦の振動と異なる部分です。また、閉管と開管の違いや開口端補正など、細かく考えなければならない部分が多くありますので、区別して確実に理解しておきましょう。