モアレパターンの波動への応用
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概要
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モアレパターンは波動を説明するのによく利用される.それは等間隔平行線(便宜上今後マンセンと呼ぶ)を画いた2枚のマンセンを少し傾けて重ね,一方のマンセンを動かすことによって明暗の稿が移動することを利用したものである.しかし単なるデモンストレーションではなく物理的内容においても正確なものが好ましい.固定マンセンのピッチ a_コ と移動マンセンのピッチaとの間にa_コ=acosθの関係があると,(θは固定マンセンと移動マンセンのなす角度)明暗の縞が移動マンセンの運動方向と直角の方向に動き,媒質の屈折率_1n_2と波長λ_1,λ_2,位相速度ν_1,ν_2,との間の関係式,固定端又は自由端における反射による定常波の説明ができる.すなわち,^x軸方向へ動く平面波が屈折率_1n_2の媒質へ垂直入射したとき,λ_1/λ_2=ν_1/ν_2=_1n_2の関係を満足するような固定マンセンを製作できる.更に固定端,自由端で入射波と反射波の合成による波,すなわち定常波を説明できる固定マンセンを製作した.移動マンセンをy軸方向に動かすことによって,腹節の区別も動的に示すことができた.隣り合った節と腹の距離はλ/4,隣り合った腹(節)と腹(節)の距離はλ/2,更に,一方が山であるときは他方は谷であり一周期に山と谷が一回ずつ交互にくりかえされることも動的に説明した.
- 日本物理教育学会の論文
- 1977-11-30
著者
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