定常波の重ね合わせ(シミュレーション) 【目的】 実際に弦をはじいたり,水槽の水をゆすったりしたとき生じる波は複雑な形で,基本振動や2倍振動とはまったく異なっている。 これらは基本振動や倍振動の重ね合わせであることを理解させる。 【教科・単元】 物理T 【準備】 OSがWindows95・98・2000・me・xpのパーソナルコンピュータ。必要に応じてプロジェクターとスクリーン。 【操作・結果】 「理科シミュレーションと計測」をインストール後,メニュー画面から「定常波」を起動する。次の画面が表示される。(teijyouha2.exe) 「基本振動」「2倍振動」〜「合成波」のチェックボックスをチェックすれば該当の定常波を表示する。画面では合成波は赤色で表示される。 ![]() ![]() 基本振動や倍振動の振幅は,画面右のコンボボックスで指定することができる。 下図は奇数倍の振動だけを合成したときのものである。なお,振幅を0にするには∞を選択する。 ![]() また,両端が自由端の場合も表示可能である。切替えには「固定端」,「自由端」のボタンをクリックする。 ![]() 【留意点】 ・ ゴム管などを用いて,実際の弦の振動の観察と併用する。 【参考】 6〜7mのゴム管(直径1.0cm程度)を教室内に張り,一端を手で振動させると簡単にゆっくりとした定常波を演示することができる。 ![]() |