等速円運動と
波の伝わり方


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 「等速円運動をする物体と単振動をする媒質の運動状態の連関」並びに「横波が媒質中を伝播する様子」を再現したシミュレーションです。
        
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疎密波の伝わり方

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 疎密波が伝わる様子を再現したシミュレーションです。下側に、縦波の位置と変位の関係を、横波に変換したものを併記していますので、比較をしてみて下さい。(中央のピンク色の点の動きに注目して下さい。)
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ばねを伝わる縦波

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 摩擦のない水平な床の上に置かれたつるまきばねの左端を持ち、ばねの軸方向に縦波を発生させたときの様子を再現したシミュレーションです。
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ばねを伝わる横波

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 水平に伸ばしたばねの一端を手で持ち,この手を上下に振動させると,手からばねの他端に向かって次々と,媒質であるばねの各部分に手の振動状態が伝わっていきます.このプログラムは,つるまきばねを横波が伝わる様子を再現したシミュレーションです。
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パルス波の重ね合わせ
(山と山)


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パルス波の重ね合わせ
(山と谷)


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プログラムが起動します。
 パルス波を重ね合わせたときの様子を再現するシミュレーションです。
「左から右へ伝
わるパルス波(ピンク色)」と「右から左へ伝わるパルス波(緑色)」の2つのパルス波を重ね合わせてできた「合成波」の様子を見ることができます。
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↑クリックすると関連する映像を再生します。
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三角波の重ね合わせ
(山と山)


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三角波の重ね合わせ
(山と谷)


↑クリックして下さい。
プログラムが起動します。

 三角波を重ね合わせたときの様子を再現するシミュレーションです。
 「左から右へ伝
わる三角波(ピンク色)」と「右から左へ伝わる三角波(緑色)」の2つの三角波を重ね合わせてできた「合成波」の様子を見ることができます。
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正弦波の重ね合わせ
(山と山)


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プログラムが起動します。

正弦波の重ね合わせ
(山と谷)


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プログラムが起動します。
 正弦波を重ね合わせたときの様子を再現するシミュレーションです。
 「左から右へ伝
わる正弦波(ピンク色)」と「右から左へ伝わる正弦波(緑色)」の2つの正弦波を重ね合わせてできた「合成波」の様子を見ることができます
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パルス波の反射
(固定端)


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プログラムが起動します。

パルス波の反射
(自由端)


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プログラムが起動します。
 パルス波を固定端または自由端に入射したときの様子を再現するシミュレーションです。
「左から右へ伝
わるパルス波(ピンク色)」と「右から左へ伝わるパルス波(緑色)」の2つのパルス波を重ね合わせてできた「合成波」の様子を見ることができます。
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↑クリックすると関連する映像を再生します。
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三角波の反射
(固定端)

↑クリックして下さい。
プログラムが起動します。


三角波の反射
(自由端)


↑クリックして下さい。
プログラムが起動します。
 三角波を固定端または自由端に入射したときの様子を再現するシミュレーションです.
 「左から右へ伝
わる三角波(ピンク色)」と「右から左へ伝わる正弦波(緑色)」の2つの三角波を重ね合わせてできた「合成波」の様子を見ることができます
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正弦波の反射
(固定端)

↑クリックして下さい。
プログラムが起動します。

正弦波の反射
(自由端)


↑クリックして下さい。
プログラムが起動します。
 正弦波を固定端または自由端に入射したときの様子を再現するシミュレーションです。
 「左から右へ伝
わる正弦波(ピンク色)」と「右から左へ伝わる正弦波(緑色)」の2つの正弦波を重ね合わせてできた「合成波」の様子を見ることができます
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疎密波の反射
(固定端)

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プログラムが起動します。
「左から右へ伝わる入射波」と「固定端から発生した波」の2つの疎密波が重ね合わされてできた「合成波」の様子を再現したシミュレーションです。
(グラフ中の正弦曲線は,媒質が右向きに変位している場合を正の変位として,縦波を横波表現したグラフです.密度変化の程度の大小と変位の程度の大小の相関性に注目して下さい。また,固定端を“弦の振動における固定端”または“気中の閉端”と見なして考察をしてみてください。)

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疎密波の反射
(自由端)


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プログラムが起動します。
「左から右へ伝わる入射波」と「自由端から発生した波」の2つの疎密波が重ね合わされてできた「合成波」の様子を再現したシミュレーションです。
(グラフ中の正弦曲線は,媒質が右向きに変位している場合を正の変位として,縦波を横波表現したグラフです.密度変化の程度の大小と変位の程度の大小の相関性に注目して下さい。また,自由端を“弦の振動における自由端”または“気中の開端”と見なして考察をしてみてください。)

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正弦波の定常波

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 振幅と波長の等しい波が、同じ速さで互いに逆向きに伝わるときに発生する定常波(定在波)の様子を再現したシミュレーションです。
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粗密波の定常波

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プログラムが起動します。
 「左から右へ伝わる疎密波」と「右から左へ伝わる疎密波」の2つの疎密波を重ね合わせた「合成波」の様子を再現したシミュレーションです。
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弦の振動・共振

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プログラムが起動します。
 振動のエネルギーが蓄積され、定常波が発生します。(それ以外の場合は異なる位相の反射波が重なり合い、定常波は発生しません。)両端で反射した10個の波を重ね合わせてできた定常波の様子を見ることができます。
 弦の共振:弦に左端から振動のエネルギーを与えると、固有振動が発生する条件のもとでは弦に徐々に振動のエネルギーが蓄積され、共振現象が見られます。
(それ以外の場合は異なる位相の反射波が重なり合い、共振は起こりません。)
 時間が経過するに従って次第に多くの反射波が重なり合い,最終的には入射波と9個の反射波(細い曲線)が重なります。時間の経過に伴って,合成波(赤の太い曲線)の振幅が,どのように変化するかを見て下さい。

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水波の干渉

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プログラムが起動します。
 2箇所の波源から生じた波が互いに干渉し合う様子を再現したシミュレーションです。(ただし、波の減衰は考慮していません。)
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水波の干渉
(概念説明用)

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 波の干渉の理解を促すために作成したプログラムです。
 2つの波源から発生した波面が広がっていく様子を動画で見ることができるだけでなく,波面の交点にマーカーを表示させたり,節線や腹線を表示させたりすることができます。 水波の干渉の様子は,実際に水波の干渉実験器を使って観察しないと実体的なイメージがなかなか定着しません。しかし,水波の干渉実験器を使った観察には「現象を止めてある瞬間の様子を見ることができない」という問題点があります。このプログラムは,この問題点を補完する目的で作成したものです。
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ヤングの実験

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プログラムが起動します。
 ヤングの実験に関するシミュレーションです。スライドバーで設定値を変えることによって、様々な条件下での干渉の様子を見ることができます。
        
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多数のスリットによる
回折光の干渉


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 スリットで回折した光の干渉に関するシミュレーションです。スライドバーで設定値を変えることによって、スリットの数をはじめとする様々な条件下での干渉の様子を見ることができます。
        
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うなり

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 振動数がわずかに異なる音を同時に聞くと、音の強弱が繰り返し周期的に聞こえる現象が起こります。うなりの振動数は2種類の音の振動数の差に等しいわけですから、振動数の差が大きい程、うなりの周期は短くなります。(ノートや黒板に正確なグラフ作図するのはなかなか大変ですが、このプログラムを用いると比較的簡単にグラフを描画させることができると思います。)
        
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ドップラー効果

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 音源と観測者が移動した場合の「音源や観測者の位置の推移」と「音波の波面」の様子を再現したシミュレーションです。
        
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物理現象の動く概念図 物理現象の実験 Video Clip
力学 波動 電磁気 力学 波動 電磁気
この項目のコンテンツ
波の伝わり方
波の重ね合わせ パルス波(山と山) 三角波(山と山) 正弦波(山と山)
パルス波(山と谷) 三角波(山と谷) 正弦波(山と谷)
波の反射 パルス波(固定端) 三角波(固定端) 正弦波(固定端) 疎密波(固定端)
パルス波(自由端) 三角波(自由端) 正弦波(自由端) 疎密波(自由端)
その他 弦の振動・共振 水波の干渉 水波の干渉(概念図版) ヤングの実験
多数のスリットによる回折光の干渉 うなり ドップラー効果
定常波 正弦波の定常波 疎密波の定常波