縦波

コメントを残す / によるジョナサン・レイノルズ / 6月 17, 2023

この記事では、物理学における縦波とは何か、またその特徴について説明します。したがって、縦波の定義、縦波の例、縦波の方程式とは何かがわかります。

縦波とは何ですか?

縦波は、媒質中の粒子の振動運動が波の伝播と同じ方向に起こる波です。言い換えれば、縦波では、媒体中の粒子は縦方向に移動します。

たとえば、音波は縦波です。このタイプの波では、媒体の動きが波の伝播と平行であるためです。

縦方向の力学波は、媒体を通過するときに圧縮と希薄化を引き起こすため、圧縮波または圧縮率波とも呼ばれます。

縦波の特徴

縦波の特徴または部分は次のとおりです。

波長 (λ) : 波上の 2 つの連続する等価点の間の距離です。
サイクルまたは振動: ある点から次の同等の点までの波の経路です。したがって、サイクル中に、縦波は膨張段階を 1 回完了し、圧縮段階を 1 回完了します。
振幅 (A) : 波の距離、最大伸び、およびその平衡位置です。
周期 (T) : 縦波が完全な振動を完了するのに必要な時間です。
周波数 (f) : 波が単位時間当たりに生成する振動または振動の数です。
角周波数 (または脈動) (ω) : これは波が振動する速度です。
伝播速度 (v) : これは波が伝播する速度です。

縦波の例

縦波の定義がわかったので、概念をよりよく理解するためにこのタイプの波の例をいくつか見ていきます。

縦波の例:

音波。
バネが振動するときにその長さだけ伝わる波。
地震によって発生する地震波。
圧力波。

縦波の公式

縦波は、式 y(x,t) = A sin(k x – ω t + φ ₀ ) で記述されます。この方程式は他のタイプの波を記述するためにも使用されますが、縦波の公式では、y(x,t) は垂直変位ではなく、平衡位置に対する水平変位に対応します。

$y(x,t)=A\cdot \text{sin}(k\cdot xw\cdot t+\phi_0)$

金：

$y$

は、平衡位置に対する縦波内の点の水平方向の変位を表します。
$A$

は縦波の変位の振幅です。
$x$

は、調査対象の点から波の発生源までの距離です。
$k$

は波数です。
$\omega$

は角周波数または脈動です。
$t$

という瞬間です。
$\phi_0$

は波の初期位相です。

縦波の波数と角周波数は次の式で計算されます。

$\begin{array}{c}k=\cfrac{2\pi}{\lambda}\\[4ex]\omega=\cfrac{2\pi}{T}=2\pi f\end{ tableau}$

金：

$k$

は波数です。
$\lambda$

は波長です。
$\omega$

は角周波数または脈動です。
$T$

がポイントです。
$f$

周波数です。

縦波と横波

最後に、縦波と横波の違いについて見ていきます。縦波と横波は物理学において非常に一般的なタイプの波です。

物理学において、横波は、波の伝播方向に対して外乱が垂直である波の一種です。

したがって、縦波と横波の違いは外乱の方向になります。縦波では、外乱は波と同じ方向に進みますが、横波では、外乱は波と垂直な方向に進みます。

➤参照:横波とは何ですか?

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