物理の疑問Q＆A〜大学受験物理を学ぶヒント

160選88(1) PCレター第8講の１０分19秒あたりで先生は腹の数が１つのが基本振動と言っていたとおもうんですが、なぜ160選８８（１）のときにλ１＝２ｌ（エル）とおけるのですか？２ｌ（エル）とおいたら腹の数が２つになってしまわないのですか？...

こんばんは。すごくわかりやすかったです。 音叉にはなじみがあるので（学生時代マンドリン部だったので）興味深いです。 ただ、縦にしたときに、音叉が開いたり閉じたりということが、分かりませんでした。 意味はわかったのですが。音叉自体は開いたり閉じたりするのを見たことがなかったので。 何回も繰り返します。ありがとうございます。 ...

田原先生、今晩は。 第9講　水面波の干渉・ヤングの実験を聴きました。 水面波の干渉は昨年ＰＣレターで感激したので、いまだによく覚えていました。 ヤングの実験への流れがスムースでした。 ヤングの実験の歴史的な意味も教えてもらい、量子力学への発展につながるとの ことでした。今年は基礎編でも、応用編でも量子力学は扱わないようですが、どこかで1講座でも入れてもらえないでしょうか。あるいは量子力学だけの講座を設けてもらえないでしょうか。 近似公式の説明はクリアーカットでよかったです。 Ｌ，ｄ，ｘの大小関係は当たり前と思っていましたが、そこにも言及してくれて よかったです。 今回もありがとうございました。 あっちゃん ----------------- 前期量子論と、核反応は、新課程の物理入試では、現実的には扱わなくなってしまったので、セットに入れるのが難しいです。 単科講座を作る時間が取れれば、作り...

お早うございます。 第8講　定常波（弦・気柱）を聴きました。 弦にはどのように定常波ができるのか、その説明がされているのがよかったです。 弦に定常波ができるのがあたりまえでなく、特殊な条件の下で成り立つわけで、 理解が深まります。 ただ一回聴いただけではわかりませんでしたので、何回か聴きなおしました。 「定常波ができる条件を満たしたとき、トイレットペーパーを重ねて見ると、、、」 というところでは、何枚分重ねるのだろうかと考えました。 波は動いているので、その瞬間瞬間に定常波ができて、何枚のトイレットペーパーを 重ねるのかは （波の伝わる速さ）/（弦の長さ）　で表される回数分でいいのでしょうか。 あっちゃん ----------------- （田原より） 音叉を鳴らし始めたときからの分から、今までの分を重ねていくのですが、実際には減衰があるので、 前に出された波ほど、振幅が小さくなってきま...

お早うございます。 第8講　定常波（弦・気柱）を聴きました。 弦にはどのように定常波ができるのか、その説明がされているのがよかったです。 弦に定常波ができるのがあたりまえでなく、特殊な条件の下で成り立つわけで、 理解が深まります。 ただ一回聴いただけではわかりませんでしたので、何回か聴きなおしました。 「定常波ができる条件を満たしたとき、トイレットペーパーを重ねて見ると、、、」 というところでは、何枚分重ねるのだろうかと考えました。 波は動いているので、その瞬間瞬間に定常波ができて、何枚のトイレットペーパーを 重ねるのかは （波の伝わる速さ）/（弦の長さ）　で表される回数分でいいのでしょうか。 あっちゃん ----------------- （田原より） 音叉を鳴らし始めたときからの分から、今までの分を重ねていくのですが、実際には減衰があるので、 前に出された波ほど、振幅が小さくなってきま...

> [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。。