💡 ヒント:演習問題3 正弦波の反射と定在波

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

章末演習問題で、波が壁で反射してできる定在波に関する総合問題。入射波と反射波の重ね合わせがポイントです。

特定の時刻(例えば \(t = T/4\))の合成波の様子は、入射波と反射波を別々に描いて、それぞれの \(y\) を足すことで求まります。タイミングによっては全区間で \(y = 0\) になる「節の瞬間」もある。

✏️ 求めるもの

反射端の種類(自由 / 固定)に応じた合成波の波形、特定時刻の合成波、節 / 腹の位置。

🔬 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. 反射端の種類を確認
  2. 入射波と反射波を別々に作図(位相に注意)
  3. 各点で \(y\) を足して合成波を求める
  4. 節と腹の位置を確認:節は固定端側、腹は \(\lambda/4\) ずれた位置
  5. 特定時刻の波形:\(t = T/4\) なら全区間で \(y = 0\) になる
注意

「合成波がゼロになる瞬間」は定在波の特徴。つりあい位置を全粒子が同時に通過しているだけで、その後は再び大きく振動する。