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基本2-2
> [質問]
> 一点目は「固定端と自由端の見分け方」です。
> 前回第7講で固定端は「棒と糸の結び目」であり
> 自由端は「リングをつけたようなイメージで、波形と境界が常に垂直をなす」
> というのは押さえたつもりなのですが
> 「トイレットペーパーの境界が固定端」である理由がわかりません。
トイレットペーパーは、そもそも波動ではないので、「弦に生じる定常波」の説明のためにたとえとして用いました。
「両端が固定端になっているというのは、トイレットペーパーをこんなふうにしているというようなことなんだ。。。」と説明したかったのですが、言葉足らずだったかもしれませんね。
> 同様に
> 「気柱の共鳴の際に開口端が自由端で、閉口端が固定端」である理由がわかりません。
これは説明していませんね。
実は、簡潔にちゃんとした説明をするのが難しいのです。
PCレターを使って、「およそこんなイメージ」という説明にチャレンジしてみますので、こちらはもう少しお待ち下さい。
> 二点目は音さを縦にするところなのですが
> 音さを締めたり開いたりするというのはどういうことでしょうか?
> 音さって鉄か何かで出来ているから金槌でポンと叩いても
> 閉じたり開いたりしてくれないと思うのですが・・・
これも言い方がまずかったかもしれません。
かなづちでポンとたたくと、音さは開いたり閉じたりしてブルブルと振動します。
その振動数が音さによって決まっています。
その様子を超スローモーションで見ると、開いたり閉じたりしているのです。
気柱や弦の証明で何故定常波が出来るのかというところが面白かったです。
(何故境界が自由端なのか、あるいは固定端なのかはまだわからないのですが)
端と端との距離をLとしたときに開口端が腹でありかつ閉口端が節に成るように
うまく正数Lを取ったとき、定常波ができて共鳴をして
弦の長さをLとして、L=(λ/2)×nを満たすときに定常波が生まれるのですね。
気柱や弦は任意のLについて定常波ができるのだとずっと思っていました。
「定常波が存在するような距離Lの条件を求めよ」みたいな問題があるかどうかはわかりませんが
∃Lに関する同値変形で考えられそうなので面白そうです。
後は比をとるというところが面白いですね。
力学では内力消去のときに和を取りますが、波動では比を取る
というところに面白みを感じます。
ドップラー効果の公式も分数比で提示されていますし。
次回と次々回は水面波とヤング干渉ですか・・・・
位相・同位相・経路差・光路差という言葉にイメージがわかなかったので
波動の中でも最高級に苦手なところですが目一杯がんばります。。
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