高校物理をやさしく解説するブログ

高校物理をやさしく解説するブログです。説明は全てテキスト中心にまとめております。図はたまにありますが基本的に想像力を働かせて読んでください。「読んで」物理のイメージを作りましょう。

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    堀口塾

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    タグ:波動

    ドップラー効果は、 音源が音を発しながら動くと 生じる現象です。 ※観測者が動くことでも生じます たとえば、 救急車がサイレンを 鳴らしながら 走っているとしましょう。 このとき、救急車が 近づいてくるときと 離れていくときの音の高さは 違って聞こえます。 【ドップラー効果のイメージ】の続きを読む

    ブログネタ
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    波の基本式

    振動数 f
    波の速さ v
    波長 λ

    とすると、これらの間には、
    v=fλ
    という関係式が成り立ちます。
    これを波の基本式といいます。

    なぜこのような関係式になるかを説明します。

    まず、連続する波が
    スタートラインをきって、
    右方向に進んでいくとしましょう。

    ●←波の先頭としましょう。

    よーいスタート!

    〜●
    〜〜●
    〜〜〜●
    〜〜〜〜●
    〜〜〜〜〜●
    〜〜〜〜〜〜●
    〜〜〜〜〜〜〜●
    〜〜〜〜〜〜〜〜●
    〜〜〜〜〜〜〜〜〜●
    〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜●(1秒後)

    だんだん波が右方向に
    進んでいく様子です。

    媒質は上下振動し、
    波形のみが進んでいくんですよ☆

    さて、波の先頭がスタートラインを
    スタートして、単位時間たった後、
    つまり、1秒後どの位置まで
    進んでいるかといいますと、
    v〔m〕先まで進んでいる
    ことになります。

    〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜●(1秒後)
    ←     v      → 

    これは、速さの定義が、「1秒間に進む距離」を表わすことから、
    そのようなことが言えます。 【波の基本式を導こう【高校物理 波動】】の続きを読む

    2.波動 目次

    2−1 波の性質
    2−2 音波
    2−3 光波

    2−1 波の性質

    2−1−1 波とは?
    波は進んでいる
    波待ちのサーファー
    波の振動数と周期
    波の基本式
    位相とは?
    縦波と横波

    媒質の動き
    波の分野に出てくる物理量

    2−1−2 正弦波の式
    yx型とyt型
    振動を表す式
    波動関数
    波の式を極めよう その1
    波の式を極めよう その2

    2−1−3 波の重ね合わせ
    重ね合わせの原理
    干渉条件
    定常波

    2−1−4 波の回折・反射・屈折
    ホイヘンスの原理
    波の反射
    波の屈折

    2−1−5 反射波
    固定端と自由端
    正弦波の反射


    2−2 音波
    2−2−1 音とは?

    2−2−2 音波の要素
    振動数
    音速

    2−2−3 音波の性質
    音の干渉とうなり
    音波の反射
    音波の屈折
    音波の回折

    2−2−4 音波の振動
    定常波
    弦の振動
    気柱の共鳴

    2−2−5 ドップラー効果
    ドップラー効果「音源が動く場合」
    ドップラー効果「観測者が動く場合」
    【ガッチリ物理 波動分野の目次】の続きを読む

    海を眺めていると波が見えます。

    物理ではその波の性質についても考えていこーと、
    ま、そういうわけなんです。。

    本当は私は頭で考えるよりも、
    ウエットスーツに着替えて波乗り〜〜〜♪
    って感じなのですが。。

    さてさて、ここに、
    sinの関数があったとしましょう。

    私たちはこの波を正弦波と言います。
    この関数は数学で習うでしょう。

    山、谷、山、谷・・・という連続的な形。
    この関数が表わす図形が物理で扱う代表的な波の形になります。

    山と谷が交互に出てくる形・・・同じ形が周期的に登場する形・・・これが波の特徴です。

    では、物理の波は、数学で習う三角関数と
    全く同じように扱うものなのでしょうか?

    実は似ているようで実は大きな違いがあります。

    【波は平行移動をしている】の続きを読む

    ブログネタ
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    海で波待ちをしているサーファーを
    みたことがあるでしょうか?

    もし見たことがなかったら、まず・・・

    湘南など海まで、
    サーフィンを見に行きましょう!

    まず物理はこういうところから入るのが
    キホンなのです!!笑

    波乗りするときサーファーは
    サーフボードにまたがって、
    海で浮かびながら、
    沖からやってくる波を選びます。

    小さい波をパスしながら、
    できるだけ大きい乗りやすそうな
    波が来るのを待ちます。

    この波待ちのシーンを
    思い浮かべましょう。

    サーファーはボードにまたがって、
    沖を向いてプカプカと浮いています。

    沖から波がやってきまました。

    サーファーはこの波を
    まだ波が小さいなぁ・・・

    と思い、パスしました。
    【波待ちのサーファーと波の性質】の続きを読む

    光の干渉〜光学的距離

    物質中における強めあう弱めあうの干渉条件の考え方

    光の干渉の問題では、
    2本の光が同じ媒質中で干渉するならば、
    波長は等しく経路差を考えればよい。

    しかし、片方の光が屈折率の異なる媒質中を進めば
    波長も異なり同じ距離でも振動の回数も違ってくる。
    このような場合についての干渉を考えるときは、
    異なる媒質中の波長を考えなければならない。

    干渉では,経路差も大切だが、
    それよりも干渉している場所における光が
    どのような状態(山か谷かなど)になっているかが
    非常に大切である。 【光学的距離(光学距離)について】の続きを読む

    3.媒質の動き

    媒質の動き、
    その媒質の振動において速さはどうか?
    速いか遅いか?振動の向きは?

    等を調べる場合どうすればよいか,
    という場合なんだけど、
    以下のようにすれば良し。

    ある状態の波(実線)から
    少し時間がたった波(点線)を描いてみよう。

    そうすれば、始めにあった点が
    次の瞬間どちらの方向に移動するかが目で見てすぐ分かる。 【媒質の動き】の続きを読む

    2.位相とは?

    位相とは何か?
    という質問をよくされる。

    まずは簡単な部分で、
    はっきりさせておこう。

    振動や波形を表す三角関数の
    [rad](ラジアン)の部分である。

    位相=ラジアン
    とまず頭に入れておこう。

    ※位相はラジアンでなく°(度)で表す場合もあります

    例えば、波の式(波動関数)の一般式
    y=A sin 2π(t/T-x/λ)
    の中の2π(t/T-x/λ)の部分を位相という。

    また、位相はどのような役割をする値
    なのかというと、
    波を作っている振動する点である媒質が、
    今どの場所にいるのか?つまり、
    変位はいくらなのか?ということを、
    示す値、と言うことができる。 【位相とは?】の続きを読む

    波で出てくる物理量

    波や単振動のところでは、
    速さや角速度など、
    いろいろな物理量が登場してきます。

    それを以下に示しましょう。 【波の分野に出てくる物理量】の続きを読む

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