💡 ヒント:正弦波の反射(応用問題280)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

入射波と反射波が干渉してできる定在波の詳細を調べる応用問題。入射波の式から反射波の式を立て、合成波の節・腹・振幅分布を計算する流れです。

固定端なら反射波は位相反転、自由端ならそのまま。まずはこの原則を使って反射波の式を書きます。

✏️ 求めるもの

合成波の振幅の位置依存性最大振幅の位置(腹)振幅 0 の位置(節)、任意の時刻における波形など。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 入射波と反射波の式を立てる:端の種類に応じて位相を決める
  2. 和を計算:三角関数の和→積で「位相部分」と「時間部分」を分離
  3. 振幅分布:位置に依存する因子(\(\sin\) や \(\cos\))が振幅の場所依存性
  4. 節・腹を特定:位置の因子が 0 なら節、\(\pm 1\) なら腹
注意

反射点を原点に取るか、入射側を原点に取るかで式の形は変わるが、物理は同じ。自分で座標系を決めて一貫して計算すれば OK。端は必ず節または腹になることで検算できる。