💡 ヒント:定在波(基本問題275)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

定在波が作られる条件は 2 波が同振幅・同波長・反対向きに進行。反射波を使った設定(壁や固定端)でよく登場します。

この問題では、元の進行波の波長・周期から、できる定在波の節・腹の位置ある時刻の波形を考えます。

✏️ 求めるもの

定在波のある時刻における波形の概略、または指定点の振動の様子。

🔬 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. 合成波を計算:2 波の和の式を三角関数の和の公式で展開
  2. 位相の因子と時間の因子に分離:\(2A\cos(kx)\sin(\omega t)\) の形になる
  3. 節・腹を特定:\(\cos(kx) = 0\) が節、\(|\cos(kx)| = 1\) が腹
注意

定在波は「動かない波」ではなく、各点が同期して上下に振動する波。節の位置だけが動かない。速さ \(v = f\lambda\) という「進む速さ」は元の波の速さであって、定在波自体は進まない。