波動

実際によく行われる実験を通して、気柱計算における注意点を解説していきます。

両端を固定した弦（ギターなどをイメージ）に生じる定常波について考えます。 定常波が生じるのは、左右から全く同じ波がやってくる場合です。 この場合、振幅も同じである必要があります。弦の両端は固定端となっていると考えられますから、 弦をはじいた場合、その波動は左右両端で反射され戻ってきて、弦に定常波が生じます。

気柱共鳴 たとえば、試験管に口を近づけて息を吹き込むと音が出ます。 誰しも一度はやったことがある遊びではないでしょうか。 このような管を気柱とよびます。 気柱には大きく分けて 閉管 と 開管 があります。 今回はそれぞれについて詳しく解説をしていきます。

クインケ管は、U字型の中空の管を２つ組み合わせるのですが、片側の管はトロンボーンのようにスライドして長さを変えられるようになっています。 この管の片方から音を入力します。 そうして、他方で聞いてみるのですが、管を出し入れすると音が小さくなったり大きくなったりすることに気が付きます。 これはなぜ起こるのか？ということについて今回は解説します。 …

回折格子 ヤングの実験 で光の回折・干渉について扱ってきました。この発展形として、 回折格子 について解説します

ニュートンリングは次のようなものです。 図は真横からの断面図です。 平面ガラスと平凸レンズ（片面が平ら、片面が球面）を用います。 これに上から単色光をあてると、同心円状の明暗の干渉縞を観察することができます。 特徴としては、中心部は暗部、外へ向かうにつれ徐々に干渉縞の間隔が短くなっていきます。

くさび型空気層の光の干渉 くさび型空気層 というものは平面なガラス板を二枚用意して合わせ、一端に薄い紙などを挟んだものです。 このくさび型空気層の真上から単色光を照射すると、不思議な模様が浮かび上がります。 これは、空気層で光が干渉して起こる現象です。

干渉条件などの公式？を丸暗記してはいけません。これは理解すべきもの。 そうでないと、応用がききません。

この問題に関しては一度は考え方をマスターしておきましょう。 他にもいろいろ応用がきくようになります。 薄膜を入れた場合のヤングの実験について解説します。

ニュートンの光の粒子説 1700年代 ニュートン(1643-1727)は光は粒子だと考え、 万有引力 によって光の屈折現象を説明しようとしています。 すなわち、光が屈折するのは、光の粒子は万有引力により物体側に加速されるためとしたのです。

単スリットというのは普通、教科書には記載されていませんし、参考書にもあまり解説されていません。しかし、難関といわれるところではときどき出題されます。一度目を通しておいて損はありません。

定常波は振幅、波長、周期、波の速さが全く同じ波が一直線上・左右からぶつかる時に生じます。 しかし、波長、周期（波の速さ）が全く同じで、振幅だけが違う波が一直線上左右からぶつかる場合、合成波は移動していくように見えます。

光路長・光学的距離について解説しています。

虚光源と組み合わせレンズについては一度は問題を解いておくべきでしょう。 ここでは詳しく図解して解説しています。

ホイヘンスの原理とは、波の進み方について述べたものです。 これにより、屈折や回折、反射などの現象を説明することが可能です。 ここではホイヘンスの原理をつかって屈折の法則についても解説します。

多層構造における見かけの深さの問題について考えてみましょう。 図にあるような2層からなる状態を考えます。 たとえば、水の上に油などが層をなして浮いているような状態です。

音叉を振動源として、糸などに定常波を作るという問題はよく見ます。 しかし、この音叉による振動には２種類あります。 一度は目を通しておくことをおすすめします。