高校物理・波


<質問>
v=fλについて、振動が増えるとエネルギー量が増えるので、速度が増すという解釈を
するとします。このとき疑問になるのは、振幅による位置エネルギーが式に反映されない
ということです。どうして反映されないのでしょうか?あるいは仮定が間違っているので
しょうか?わかりやすく教えてください。

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 登録:2009/11/29 10:38:10
  • 終了:2009/11/29 19:32:11

ベストアンサー

id:suppadv No.2

suppadv回答回数3552ベストアンサー獲得回数2682009/11/29 17:21:21

ポイント40pt

エネルギーが低くて早い波になることもありますし、エネルギーが高くても遅い波になることもあります。

振動数とエネルギーが直接関係するのは、速度が一定の光の場合ではないでしょうか?


http://www.kagakunavi.jp/document/show/134/documents



波の速度[メートル/秒(m/s)]=波長[メートル(m)]×振動数[ヘルツ (Hz)]

波長とは波の頂上と頂上(または腹と腹)の間の距離のことで、振動数とは媒質(波を伝える物質)が1秒間に振動 する回数のことをいいます。また、波のエネルギーは振幅 (波の高さ)の2乗に比例します。

id:massa-will

回答をありがとうございます。リンクも読ませていただきました。

自分でも考えていましたが、反例がいくつか想像できますし、どうやら仮定は

間違っているようですね。

2009/11/29 19:28:25

その他の回答(2件)

id:garyo No.1

garyo回答回数1782ベストアンサー獲得回数962009/11/29 13:50:58

ポイント25pt

v=fλ

この式は

速度=道のり÷時間


道のり=1回の振動で移動する距離=波長=λ

時間=1波長分の時間=1秒間に何回振動するか=1/f


v=λ/(1/f)=fλ


ということを表しているだけですよ。

id:massa-will

回答をありがとうございます。

そうすると、仮定は間違っているということですか?

2009/11/29 14:44:15
id:suppadv No.2

suppadv回答回数3552ベストアンサー獲得回数2682009/11/29 17:21:21ここでベストアンサー

ポイント40pt

エネルギーが低くて早い波になることもありますし、エネルギーが高くても遅い波になることもあります。

振動数とエネルギーが直接関係するのは、速度が一定の光の場合ではないでしょうか?


http://www.kagakunavi.jp/document/show/134/documents



波の速度[メートル/秒(m/s)]=波長[メートル(m)]×振動数[ヘルツ (Hz)]

波長とは波の頂上と頂上(または腹と腹)の間の距離のことで、振動数とは媒質(波を伝える物質)が1秒間に振動 する回数のことをいいます。また、波のエネルギーは振幅 (波の高さ)の2乗に比例します。

id:massa-will

回答をありがとうございます。リンクも読ませていただきました。

自分でも考えていましたが、反例がいくつか想像できますし、どうやら仮定は

間違っているようですね。

2009/11/29 19:28:25
id:rawwell No.3

ピロシキ(id:rawwell)回答回数91ベストアンサー獲得回数102009/11/29 17:40:43

ポイント15pt

v=fλの解釈についてですが、

正確には「波の速度は振動数と波長の積で表される」となるかと思います。

上式は振幅には関係しません。

 

なお、波のエネルギーについてはこちらのページの説明が詳しいです。

波のエネルギー

(高校物理の範囲を超えているかもしれません。)

id:massa-will

回答をありがとうございます。参考になります。

2009/11/29 19:29:09
  • id:garyo
    http://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~masako/exp/kichu/experiment/theory/tatedenpan.html
    縦波の伝搬速度
    一般に,縦波の速度Vは,媒質の体積弾性率をK, 媒質の密度をpとすると次のように表されます。
    V=√(K/p)


    同一の媒体の波だとVが固定になるので、fとλが反比例します。
    (fを倍にすると速度でなく波長が半分になります)

  • id:kamikun
    正弦波では単振動のエネルギーが伝えられます。
    で、単振動のエネルギーは E=2π^2・m・A^2・f^2 です。
    つまり振動数とエネルギーは関係します。
    そりゃ媒質がよりグワーッと震えるほうがエネルギーは大きいですよね。
    でもそれは波が伝えるエネルギーが大きいということで、そのエネルギーによって波が加速されるという話ではないわけです。
  • id:massa-will
    garyoさん
    勉強になりました。実際的にはそうなのですね。
    自分なかでは「温度一定ならば、音速一定」につながり、すごく納得いっています。
    ありがとうございます。

    kamikunさん
    コメントをありがとうございます。参考になります。

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