定常波

進行波と定常波

ある方向に進んでいく波を進行波といいます。

どちらの方向にも進行せず、その場で振動する波もあり、定常波(定在波)といいます。


定常波

左右から同じ波がやってくると

波長、周期、振幅が等しい二つの進行波が左右からやってきて、波の重ね合わせの原理によって合成されると、意外なことにその合成波は定常波になります。

1コマずつ描いてみる

上のアニメーションだと分かりにくいと思いますので、左から来る進行波右から来る進行波、それら二つの波の合成波 を \(\large{\frac{1}{8}}\)T 秒ずつ作図して考えてみます。進行波の波長を λ、周期を T とします。

腹と節

定常波において、最も大きく揺れ動く点をといい通常、「腹・節」は「はら・ふし」と読むと思うんですが、「ふく・せつ」と読む人がいるらしいです。どちらが正しいかわかりません。
「腹線・節線」は「ふくせん・せっせん」と読むのが普通だと思います。でも聞いてる人にわかりやすくなるようあえて「はらせん・ふしせん」と発声することもあるかもしれません。「左図」を「さず」と発声せず、わざと「ひだりず」と発声するように。

学校の先生はどのように読んでるでしょうか?閉じる
、まったく動かない点をといいます。

上で示した図で確かめますと、
  0、±\(\large{\frac{2}{4}}\)λ、±\(\large{\frac{4}{4}}\)λ、… の位置が腹、
  ±\(\large{\frac{1}{4}}\)λ、±\(\large{\frac{3}{4}}\)λ、±\(\large{\frac{5}{4}}\)λ、… の位置が節、
となっています。
腹と腹(節と節)の間隔は \(\large{\frac{1}{2}}\)λ ということです。

振幅に関しては定常波は進行波の 2倍になっています。

縦波の定常波

縦波の場合の定常波の動きの様子は左図のようになります。