光、音、電磁波

波 もしくは 波動とは「物質が移動せず、変化だけ物質中を伝わる現象」です。波の例として、光、音、電磁波などがあげられます。光は電磁波の一種です。波の性質として、重ね合わせがあげられます。2つの波が逆方向に伝わってきたとします。重なった部分について、各点における変位が個々の波が作る変位の和となるということです。また、波の進行方向に障害物がある時、波は回り込んで進みます。これを回折といいます。

音が波というのが一番身近ではないでしょうか。声を出すと空気の振動が伝わって、音を離れた場所へ届けることができます。とはいえ、空気が移動したわけではありません。空気の振動が空気中を伝わっていきます。そして、うまく声が響き合うと大きくなるし(重ね合わせの性質を示す)、壁があっても回り込んで音は伝わってきます。このように音は波としての性質を有し、音波とも呼ばれます。音波について、波を伝える空気(空気中と仮定します。)は、波の進行方向と平行に振動します。これを縦波と呼びます。

電磁波とは、電場と磁場の変化を伝える波のことです。電場、磁場とはそれぞれそこに電荷や磁石があると影響を受ける場のことです。電磁波では、波の進行方向と垂直方向に電場や磁場が振動し、振動が伝わっていきます。これを横波と呼びます。

波の性質を表す物理量としては、周期(T)、振動数(f)、波長(λ)などがあります。周期は一定の繰り返し運動の時間間隔です。単位は s です。振動数は、1秒あたりの繰返し回数です。単位は Hz、もしくは s-1 です。波長は、一回の周期運動の間に波が伝わる距離のことです。単位は m です。波の速度を v とおいた時に「波の基本式」と呼ばれるのが v = fλ です。また、T = 1/f です。

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