横波

この記事では、物理学における横波とは何か、またその特徴について説明します。横波の例と横波の方程式も示されています。

横波とは何ですか?

横波は、その振動が波の伝播方向に対して垂直である波です。言い換えれば、横波の点は波の進行方向に対して横方向に移動します。

たとえば、振動する一端に取り付けられた弦は横波です。ロープの端を固定し、もう一方の端を垂直に動かすと、ロープ上の波の進行方向に対して垂直な振動が発生します。したがって、それは横波です。

適切な条件下では、上記の波の例は、別のタイプの波である定在波の例にもなります。

横波の特徴

横波の特徴または部分は次のとおりです。

• クレスト: 横波のそれぞれの最高点。
• 谷: 横波の各最低点。
• 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。
• 波長 (λ) : 波の 2 つの連続する等価点を隔てる距離です。
• 振幅 (A) : 波の最高点とその平均値の間の垂直距離です。
• 周期 (T) : 横波が 1 つの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) : 波が伝播する速度です。

横波の例

横波の定義とその特性を理解した後、概念を完全に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。

横波の例:

• 一方の端に取り付けられたロープを垂直に動かすことによって発生する波。
• 二次地震波。
• 物体の衝突によって水面に発生する波は横波です。
• 電磁波も横波です。

横波の公式

横波は、式 y(x,t) = A sin(k x – ω t + φ ₀ ) で記述されます。この公式により、正確な時間と正確な位置で横波上の点の伸びを計算することが可能になります。

金：

• 

  は、平衡位置に対する横波点の垂直変位を表します。

• 

  横波の振幅です。

• 

  は、調査対象の点から波の原点までの距離です。

• 

  は波数です。

• 

  は角または脈動周波数です。

• 

  という瞬間です。

• 

  は波の初期位相です。

横波の波数と角周波数は次の式を使用して計算されることに注意してください。

金：

• 

  は波数です。

• 

  は波長です。

• 

  は角または脈動周波数です。

• 

  がポイントです。

• 

  周波数です。

横波と縦波

最後に、横波は縦波とどのように異なるのかを見ていきます。横波は密接に関連した 2 つのタイプの波です。

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。

したがって、横波と縦波の違いは、波の点が移動する方向です。横波では、ポイントは波の進行方向に対して横方向に振動しますが、縦波では、ポイントは波の伝播方向に対して縦方向に振動します。