物理基礎

波

音や光を含む「波」という現象の共通の性質を、図とグラフで理解します。

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この単元のトピック一覧

• 横波と縦波 波が伝わるとき、媒質(振動を伝えるもの)がどの向きに揺れるかによって、波は「横波」と「縦波」に分けられます。縦波は横波のように描き直すことで、密なところ・疎なところを読み取れるようになります。
• 振幅・周期・波長・振動数と波の式 波の大きさや速さを表す4つの量(振幅・周期・波長・振動数)の意味を確認し、これらを結びつける波の基本式 v=fλ の使い方を学びます。
• 波の反射 波が媒質の端に達すると跳ね返る「反射」という現象について、端が自由に動ける「自由端」と、端が固定されている「固定端」の場合とで、反射波の位相(向き)がどう変わるかを学びます。
• 波の重ね合わせとうなり 2つ以上の波が同じ場所を通るときに変位を足し合わせる「重ね合わせの原理」と、振動数のわずかに異なる音を重ねたときに音の大小が周期的に変化する「うなり」の仕組みと振動数の求め方を学びます。
• 音の速さと音の性質 音は空気を媒質とする縦波(疎密波)であり、その速さは気温によって変化します。また、音の高さ・強さ・音色という「音の三要素」が、それぞれ波のどんな性質と対応しているかを学びます。
• ドップラー効果 音源や観測者が動くことで、聞こえる音の高さが変わる「ドップラー効果」の仕組みを、音源が動く場合・観測者が動く場合に分けて考え、両方が動く一般式を導きます。