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 7.0 cmであり、波源 A、B からは波長 4.0 cm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（http://wakariyasui.sakura.ne.jp 『わかりやすい高校物理の部屋』より。）
定常波の「腹」とは、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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