問 題
正弦波の性質に関する次の記述の ㋐ ㋑ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。
「図のように、x 軸に沿って矢印の向きに進む正弦波がある。実線の波形が最初に破線の波形のようになるのに１秒かかった。このときこの正弦波の周期は ㋐ 秒である。また実線の波形より２秒後の波形において、x = 3 における変位 y は ㋑ である。」
正解 (1)
解 説
グラフは y – x グラフです。
t = 0 の場合が実線、t = 1 の場合が点線です。
㋐ ですが
実線の波に注目し１回なみなみするのに 4 進んでいる → 波長 4 と読み取ります。
次に「１秒間で点線の部分まで、つまり「進行方向に 3 進んでいる」」ことを読み取ります。波の速さが １秒間で 3 進んでいるといえます。v = 3 です。波の基本式 v = fλ より 3 = 4f です。従って、f = 3/4 とわかります。すると周期 T = 1/f なので T = 4/3 です。正解は 1 or 2 です。
㋑ ですが
１秒後が点線で、もう１秒経過するとまた各点が さらに横に 3 進むと考えればよいです。点線で表されている 波における点 (0,1) に注目すれば、(0,1) → (3,1) に進むと考えられます。㋑ は 1 です。
以上より、正解は 1 です。
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