【波の伝わり方について】存在するか、存在するならばその呼び方をお教え下さい。

真面目な質問です。モデルは地震波でもそうでなくてもけっこうです。
[縦波は波の進行方向に振動する、つまり粗密波、横波は波の進行方向に垂直に振動する]、つまり進行方向が水平ならば上下・左右に振動。進行方向が垂直ならば前後・左右に(水平方向に)振動。・・・進行方向波あらゆる方向が有るが縦波・横波は[]で示されますね。ここで考えられるのは横波は位置が進行方向に垂直の回転振動PitchingとYawing
する事が分かりました。ではRollingつまり、進行方向に対して垂直に回転する(キリモミ)する波は存在するのでしょうか?その名は?(回転波??)

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 登録:2014/03/17 22:06:08
  • 終了:2014/03/18 15:43:34
id:tazikisai-mukou

回転(キリモミ)しながら、物質が進行方向に移動する、渦・スクリュウ後ろの水流や竜巻・台風は除いてください。

ベストアンサー

id:rsc96074 No.1

rsc回答回数4394ベストアンサー獲得回数4022014/03/17 22:49:19

ポイント35pt

 もしかして、「らせん波」とか「らせん状波」というのかな。(^_^;
 こちらは参考になるでしょうか。
●透過電子顕微鏡 基本用語集 | JEOL 日本電子株式会社
http://www.jeol.co.jp/words/emterms/search_result.html?word=%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%82%89%E3%81%9B%E3%82%93%E6%B3%A2
●自由空間の電子に新しい性質「軌道角運動量」を発見 | 理化学研究所 ←図1参照
http://www.riken.jp/pr/press/2010/20100401/

id:tazikisai-mukou

ありがとうございました、大変参考になりました。
やはり、電子レベルになりますか。
[{縦波により垂直に発生する横波}により垂直に発生する波]の伝わり方にそのようなモノは無いかなぁと思いつきまして。
マクロ的に言えば、粘っこいゼリー(粘性と弾性が適当な物質、まぁ十分に大きいみたらしダンゴでもいいですが)の中心に棒を刺し前後に動かせば・・・そう言う波が発生しないかなぁ・・・と思いまして。「なぁ~の頭の中の創造の世界」ですので。
matryosikaさんも回答なさっているように、電磁波では起こっているようですね。

2014/03/18 12:27:17

その他の回答(4件)

id:rsc96074 No.1

rsc回答回数4394ベストアンサー獲得回数4022014/03/17 22:49:19ここでベストアンサー

ポイント35pt

 もしかして、「らせん波」とか「らせん状波」というのかな。(^_^;
 こちらは参考になるでしょうか。
●透過電子顕微鏡 基本用語集 | JEOL 日本電子株式会社
http://www.jeol.co.jp/words/emterms/search_result.html?word=%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%82%89%E3%81%9B%E3%82%93%E6%B3%A2
●自由空間の電子に新しい性質「軌道角運動量」を発見 | 理化学研究所 ←図1参照
http://www.riken.jp/pr/press/2010/20100401/

id:tazikisai-mukou

ありがとうございました、大変参考になりました。
やはり、電子レベルになりますか。
[{縦波により垂直に発生する横波}により垂直に発生する波]の伝わり方にそのようなモノは無いかなぁと思いつきまして。
マクロ的に言えば、粘っこいゼリー(粘性と弾性が適当な物質、まぁ十分に大きいみたらしダンゴでもいいですが)の中心に棒を刺し前後に動かせば・・・そう言う波が発生しないかなぁ・・・と思いまして。「なぁ~の頭の中の創造の世界」ですので。
matryosikaさんも回答なさっているように、電磁波では起こっているようですね。

2014/03/18 12:27:17
id:takejin No.2

たけじん回答回数1473ベストアンサー獲得回数1892014/03/17 22:57:00

ポイント25pt

回転の運動量が相殺されない気がしますが。振動は、中心ポテンシャルに対して対称なので、結果的に運動量もしくはポテンシャルエネルギーが中心の値になる。しかし、回転系のエネルギーが存在すると、そのエネルギーで別の運動が生じてしまうのでは?
回転エネルギーが維持されると、遠心力がかかり、波の形状が外へ拡大していく。その拡大のためのエネルギーを供給するものがありませんので、その運動は減衰すると思われますが、いかかでしょうか。

id:tazikisai-mukou

ありがとうございます。確かに一次縦波には回転エネルギーも回転方向の力も無いと思います。でも二次的に発生した横波は回転力を発生できうるのではないかと考えました。縦波により発生した横波に位相のズレが生じ、それにより三次的に回転(振動)する波が局地的に発生しないかと。隣の波が逆位相だったら相殺されるでしょう。全域的には回転力は0になると思います。
中央構造線の近くの地層を見て、完全に上下が逆になった地層を発見する事がありました、下層が順層のまま上層にのっかているのではなく、完全に逆層になってました、アン巻きの様な。(補足で、渦巻き/竜巻状の物質の移動を排除しておきながら矛盾してますが)全く学問的な観点ではないですがお許し下さい。

2014/03/18 13:06:20
id:matryosika No.3

matryosika回答回数36ベストアンサー獲得回数142014/03/18 02:09:56

ポイント15pt

電磁波における「円偏光」はイメージに近いでしょうか?

質問を捉え間違えていたらすみません。

id:tazikisai-mukou

「質問を真意」はその通りです、ありがとうございます。私の未熟な設問の仕方を申し訳ありません。何にでも(深く学びもしないで、思い付き)に興味を持ってしまうもので、すみません。

2014/03/18 12:33:14
id:tazikisai-mukou

すみません。他の人に比べて、字数(内容)が少なかったと勝手に判断しましたので、配点は少なめです。

2014/03/18 15:40:19
id:language_and_engineering No.4

lang_and_engine回答回数170ベストアンサー獲得回数632014/03/18 07:09:26

ポイント25pt

それは「光渦」とか「らせん状波」の事でしょうか・・・?

横波がロール角にぐるぐる回りながら進行しています。画像をご覧ください。

http://www.riken.jp/~/media/riken/import/jp/info/release/press/2010/100401/image/01.jpg
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20130326/icons/zu1.gif

「キリモミ」というイメージとは合致しないかもしれません。
それは横波じゃないか!と思った場合は,ヘルムホルツの定理をお読みください。

http://www-seis.planet.sci.kobe-u.ac.jp/~kakehi/kiso1_enshu/elastic_eq.pdf の項目3

弾性体の運動方程式では,波はP波成分とS波成分「だけ」に分解されます。
前者の波はrotなし,後者の波はrotあり。

波はこの2つだけに分解できる,というのがヘルムホルツの定理であって,3つ目の別の成分は存在しないのです。
(ただしこれは弾性体の場合で,スクリューとか乱流の場合は話が別です。)

id:tazikisai-mukou

ありがとうございました。参考にさせていただきます。
「キリモミ」とは飛行機のキリモミ墜落でなく、文字通り手で穴を開ける錐の動き方と理解下さい。弾性体なら反発して物質の各部分は元の位置に戻る(往復運動)だろうと思ったからです。上下運動でも、左右運動でも。
円偏光の図は「ドリル」の先端のように回転角が前後に進む距離に比例しているような説明図になっていますが、私の考えは、波の進む距離は時間に比例しますが、有る角度を最大/最小としてその間を右回転/左回転を往復する動きをイメージしてます。完全に近辺と同じ角度に回転はしないでしょうが、(粘性が有るだろうから影響は伝わるだろう)ワインのコルクのように周囲と切り離された動きの面はないと考えています。

2014/03/20 11:39:48
id:language_and_engineering No.5

lang_and_engine回答回数170ベストアンサー獲得回数632014/03/18 15:29:38

ポイント25pt

No.4です。
光渦が「ドリル的」なのでキリモミのイメージには当てはまらないとすると,
「ねじれ波」
が一番近いかもしれませんね。


http://www.intechopen.com/source/html/18986/media/image4.jpeg
http://www.classicalmatter.org/ClassicalTheory/Figures_files/image122.gif
http://mh.rgr.jp/memo/mq0041.htm


一応,円筒や丸棒を伝わる波と呼べます。
ただし,ひずみが伝搬していくのを大きな目で集合的にみるとねじれ(torsional wave)として扱えるだけであり,縦波や横波に並ぶ存在ではありません。。。
P波・S波でいうと後者に分類されます。やはり,第三の成分は存在しないのですよね。

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id:tazikisai-mukou

ありがとうございました、Primary,Secondary との言い方自体に「因縁」をつけただけです、これだけ研究が進んで「もっと本質的な呼び方」はないのかなぁ」という乗りでして、すみません。(いろいろな科学の分野で単位や現象、分類名が新しくされている事も含め。でも(意味と本質を正しく捉え)最初に決められた用語を使う事も大事だと思います、特に生物(植物、動物など)の分野では新しい名前に言い換えるのに戸惑う事もあります。

2014/03/22 10:11:27
id:tazikisai-mukou

ありがとうございます。
→「直感的にとらえると,」という前書きのもとで,そのように紹介してもいいかもしれませんね。
ただし,ねじれ波は巨視的で材料力学的な挙動ですので,一線を画していますが・・・。」
私は、建築を学びましたので、主応力線や歪曲線は美しいと(直感的に}感じる方です。・・・物体に力を加えた時の応力線も(正しいかどうかは別として)単純な形ならば直感的に頭に浮かびます。
→はい。物理では,回転や振動は複素変数で表現しますからね。
原コメントで、当然の事を書いてしまいました、すみません。



2014/03/22 10:29:17
  • id:miharaseihyou
    押したり引いたりが連続するだけでエネルギーの伝達が起こるんだよな。
    瞬間を切り取って考えればあり得ない現象なのかも知れない。
  • id:NAPORIN
    3番回答で出てますが、
    液晶の中を進む光という波はたぶん確実に螺旋だよ~
    ま、粒子とかさなってるのでどうかしりませんよww
  • id:NAPORIN
    最初3番の回答者に液晶という言葉をかきたして正解だと思ったのですが、
    質問文の例えがちょっとわかりにくいのを読み解くうちに、円偏光とか液晶は違う気がしてきた。
    (ピッチング・ヨーイング・ローリングとか、きりもみというたとえは、やはり振動には適していないように思われます、媒体の変位量じゃなくて向き(角度)の表現にすぎないので。)
     
    音や地震といった波がz軸に進むときx軸とy軸の変位を合成すれば楕円を描くことは直感的にわかる。円偏光もこれだろう。光のなかで螺旋として表現される部分。
     
    質問者さんが疑問に思ったのは、残ったxz軸合成波またはyz軸合成波がどう表現されるかでは。特にz軸が粗密波だったとき、どうなる?という疑問なのかな。ただ音でも地震でも同じで、媒体の表面(鼓膜や地表)は波により三次元のz方向へもブレ得る。粗密波が界面(鼓膜や地表)でまた変位に変換されるから変位軌道は楕円形でいいが、地面からつきあげられつつ左右に揺れる揺れ。としかいいようがなさそうかなーと。
  • id:NAPORIN
    この考え方が質問と大幅にずれていそうな気もしますが、合ってそうならおえかき図解をつかいたいので回答しようかとおもいます。
  • id:takejin
    波というのは、その界のエネルギー分布が変化することなので、個別の物体の移動ではありません。
    分布の変化は、長い目で見たり、非常に遠くでみると「変化ない」範囲でしか変わりません。
    振動は、ある中心とするエリアに対して、対称に変化することで、中心に置いては変化しないことを意味します。
    軸が進行する時に、軸に対して直交する振動が、横波と言いますが、これは、振動を軸に垂直な面に射影した結果にすぎません。実際にポテンシャルは3次元(我々が検知できて、理解できる範囲として)的に動いており、それぞれ3軸に投影した結果、縦波と横波(これはさらに直交する2軸に分けられ、円偏光として解釈される)に別れているとしています。しかし、実態は、全部同じものです。粗密波って表現が誤解の元でしょう。
    すなわち、振動中心が0次元か1次元か2次元かで分かれますが、1次元軸に対して、ポテンシャルが実質らせんになるわけではないのです。
    3軸で分離する考え方をやめた方が正確な気がします。
  • id:tazikisai-mukou
    なぽりんさん、『おえかき図解をつかいたい』と言う事で、お待ちしています。
    回答、コメントが程度が高いので、しばらくジックリ勉強したいので、一応受付を終了したいと思います。終了後でも、コメント欄に頂ければ、回答としてポイントを送ります。

    たけじんさんコメントありがとうございます。
    「3軸で分離する考え方をやめた方が正確な気がします。」はその通りだろうと思います。
    時間軸が波の進行方向(空間)と一致するとも限らないし。

    円偏光の図を見ましたが、私の質問の波のイメージと少し違うような気がします。
    私のイメージは左右回転の往復(進行距離は波の時間に単純増加)しますが、円偏光の図は角度も時間に単純増加している。(「実際の物質の位置の変化(移動)」と捉えてはいけないのでしょうね、「場の状態の変化」と見るべきでしょうね)

    まぁ、電磁波の電波と磁力の変化の説明図も、初心者に大して分かり易くしているのか、間違いをイメージさせているのか分からないところはありますが・・・図表現の限界かなぁ
  • id:tazikisai-mukou
    コメントを読み返して気が付いたのですが、「なぽりん」さんの言われる「変位」の解析でなく、波・振動そのものです。(ピッチング・ヨーイング・ローリングとか、きりもみ)というたとえは時間的イメージです、媒体の変位量じゃないです。
  • id:tazikisai-mukou
    縦波からの発生では、質問の(意図の)ねじれ波は発生しない様に思えました。
    縦波を1次的発生の波、横波を2次的発生の波(1次元、2次元またはPは、S波の1,2とは無関係)で3次的発生で、縦波進行方法(Z)、横波の進行(X)と直行する方向(Y)へ捩じれ波が発生するかと思ったのですが、横波はXY面に伝播し、ねじれ波がY,-x方向に発生することになり、減衰・相殺しますね。
    やはり1次的発生の波自体がねじれ波でなければいけなかったようです。
    地震ならば、地面がズレ込み・巻き込み型になりそうですね。そして縦波と垂直な(アン巻きの様な)1次元方向に伝播しそう。

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