「高等学校物理/物理I/波」の版間の差分
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重ね合わせの原理の図を追加。 |
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この記事では、この性質について詳しく述べることはできない。詳細は[[高等学校理科 物理II]]などを参照。
===== 干渉 =====▼
=== 重ね合わせの原理 ===
[[File:Superposition-principle of wave jp.svg|thumb|500px|重ね合わせの原理]]
2つ以上の波が出会った場合を考えよう。2つ波が重なりあったとき、そこで得られる波の変位は、それらの波の変位を足しあわせたものになる。これを'''重ね合わせの原理'''(principle of superposition)という。
つまり、2つの波が重なっている、ある位置での波の変位を、それぞれ元の波の変位を y1 および y2 としたとき、その位置での、重ね合わさった波の変位 y は
:<math> y=y_1 + y_2 </math>
である。
波どうしは、ぶつかっても壊れず、そのままお互いを通り抜ける。また、波の速度も、重なっても、それぞれの波のもとの速度と同じままである。波が出会ったり、重なったりしても、けっして、相手の波の進行を妨げたりはしないし、相手の波から進行を妨げられたりもしない。つまり、相手の波と接触しても、波の進行は、相手の波とは無関係に、そのまま進行し続ける。このような性質を'''波の独立性'''という。
図では、単純な形の横波であらわしたが、縦波や、もっと複雑な形の波(横波・縦波とも)でも、同様に、重ね合わせの原理が成り立つ。
なお、複数の波が重なり合ってできた波を'''合成波'''(ごうせいは)という。
:(※ 未記述)
=== 自由端反射と固定端反射 ===
:(※ 未記述)
== 平面波 ==
=== ホイヘンスの原理 [[Image:Refraction - Huygens-Fresnel principle.svg|thumb|300px|ホイヘンスの原理による波の屈折]]
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ホイヘンスの原理を用いると波面の進行についていくつかの事柄を述べることができる。これらは個別に実験的に確認できる。
平面波(へいめんは、plane wave)の各点を波源とした場合、平面波の波面上の各点から等距離にある包絡線は、波面に平行な直線となる。このことから、平面波は直進することがわかる。
:(※ 未記述)
====== 反射 ======
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:[[画像:Reflection angles.svg|200px|反射]]
== 光 ==
====== 屈折 ======
平面波が[屈折率(くっせつりつ、refractive index)の異なる2つの物質の間を通過したとき、その波面は物質の屈折率の比に応じて屈折(refraction)する。このことも反射の場合と同様の理由で示される。ただし、屈折率の違いに応じて、物質中の波の速度が異なることを用いる。
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|}
[[File:Wavelength=slitwidthspectrum.gif|thumb|回折]]
平面波が細いスリットを通過したとき、通過した後の波は円状になる。これは、波源が1点に収縮されたためである。
== 音 ==
==== ドップラー効果 ====
[[画像:Doppler_effect_diagrammatic.png|right|500px|ドップラー効果の図]]
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となる。
▲=== 音 ===
==== 音の伝わり方 ====
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2.99792458 × 10<sup>8</sup> [m/s]
である。
==== 光の回折と干渉 ====
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