教科書（物理基礎） 問1：波の基本概念

解法

直感的理解

プールの水面にボールを落とすと波紋が広がりますが、水自体は波とともに移動しません。媒質の各点は振動するだけで、伝わるのはエネルギーです。スライダーで振幅や波長を変え、横波の性質を確認しましょう。

波の基本要素：

波長 4.0 m、波の速さ 2.0 m/s の横波を考えます。

$$ v = f\lambda $$ $$ f = \frac{v}{\lambda} = \frac{2.0}{4.0} = 0.50\,\text{Hz} $$ $$ T = \frac{1}{f} = \frac{1}{0.50} = 2.0\,\text{s} $$

横波では媒質の振動方向が波の進行方向に垂直です。ロープを横に振ると波が伝わるのが横波、ばねを縦に押すと密疎が伝わるのが縦波です。

答え：横波は媒質の振動方向が波の進行方向に垂直な波。縦波は平行。波は振動（エネルギー）を伝えるが、媒質自体は移動しない。
補足：横波と縦波の実例

身の回りの波の分類：

波の種類 横波/縦波 媒質
ロープの波横波ロープ
音波縦波空気
地震P波縦波地殻
地震S波横波地殻
光横波不要
$$ \text{横波は固体中のみ伝わる（S波が液体中で消える理由）} $$
Point

波は「エネルギーの伝搬現象」です。媒質はもとの位置のまわりで振動するだけ。横波の振動方向は進行方向に垂直、縦波は平行。\(v = f\lambda\) は波の基本関係式として必ず覚えましょう。