問 題
定常波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。
「水面上に二つの波源A、Bがある。AB間の距離は7．0cmであり、波源A、Bからは波長4．0cmで同じ振幅の波が広がっている。
波源Aと波源Bの振動が同位相であるとき、線分AB上に定常波の腹は( ㋐ )個でき、波源Aと波源Bの振動が逆位相であるとき、線分AB上に定常波の腹は( ㋑ )個できる。」
㋐ ㋑
1．1 1
2．3 3
3．3 4
4．4 3
5．4 4
解 説
定常波とは、その場所で波が動かずに上下するように見える波のことです。左右から同じ波がやってきて重なり合うとできます。
これは動画を見ると理解がすごく深まると思います。リンク先をぜひちらっと見てください。
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/housoku/teijyouha.html
『わかりやすい高校物理の部屋』より引用
定常波の「腹」というのは最も大きく波打っている部分のことです。
波全体を考えるのは難しいので、一点に注目して考えるとわかりやすいです。一番わかりやすい、「波が強め合う」所はど真ん中だと思います。
かめはめ波だったり螺旋丸だったりを「◯→ ←△」と２人が同時に放てば、中点でドカーンと爆発するイメージです。
後は 「λ/2 間隔で腹」 となります。（これは覚えておくと簡単です。また、波長λの波が同じ速さ逆向きで来るから、λ/2 間隔でどんどんぶつかるというイメージでもよいと思います。）
すると、Aから 1.5m,3.5m,5.5m の所に腹ができます。３つです。
逆位相の場合は、「→（属性炎） （属性水）←」を同魔力で打ち合い真ん中で完全に打ち消し合って０になるイメージです。
中点が 節 になります。以下、λ/2 間隔で節です。そして、節と節の間に腹ができます。
Aから、1.5m,3.5m,5.5m の所が節で、0.5m,2.5m,4.5m,6.5m の所が腹です。
以上より、㋐は 3 個で、㋑は 4 個です。
正解は 3 です。
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