重ねあわせと独立性

ここでは波の基本的な性質である重ねあわせと独立性について見てみましょう。 波は普通の物体と違いますから、同じ位置に2つ以上の波が届いてもぶつかるのではなく、波が重なったようになります。 これを重ね合わせと呼びます。 また、一旦重なった波はその後元の形に戻り、元のように進んでゆきます。 このような性質をまとめて独立性と呼びます。 つまり、波は互いに影響を受けずにそれぞれが元のとおりに進んでいき、たまたま同じ位置にくると重なり合うのです。 波に関するいろいろな現象がこの重ねあわせと独立性で説明できます。

逆向きに進む山と山があります。

これらが同じ位置にくると2つを重ね合わせたようになります。

その後、これらの波は元の形に戻って元の向きに進んでいきます。


逆向きに進む山と谷があります。

これらが同じ位置にくると谷は負として2つを重ね合わせたようになります。

その後、これらの波は元の形に戻って元の向きに進んでいきます。


時間がかかるウエーブマシンの画像です。 左の図はウェーブマシンと呼ばれる板ばね(復元力を与えます)に金属の棒(慣性を持っています)をたくさん溶接して波を伝えるようにしたものに山と谷を両側から送り込んだときの様子です。(この図はサイズが大きいので表示までに時間がかかります) 中央で山と谷がすれ違っている様子に注目してください。 山と谷は同じ位置にきたとき重ね合わせによって一瞬消えたように見えるのですが、その後すぐに元の山と谷に分かれて元のように進んでいく(独立性)のがわかるでしょう。

次は波の干渉について見てみましょう。


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これは神川定久が作成したものです。

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