必 76. 〈円形波の反射〉
図のように、水槽の器壁から3.0m離れた点を波源として,振動数
5.0Hz の円形波が次々と送り出され, 水面上を伝わっていく。 図で円は
水面波の山の位置を表している。0を通り器壁に平行な直線上でOから
8.0m離れた点をPとする。 OからPの向きにのびる半直線を破線で表
し, Lとよぶ。 0から送り出された波はやがて器壁で反射するが,反射
の際, 波の振幅および位相は変わらないとする。 また, 水槽内の水面は
十分に広く水深は一様で、一度反射した波が再び器壁にもどることはな
P
3.0ml
8.0m
Q
く、水面を伝わる波の速さは一定であるとする。さらに、波の振幅の減衰はないものとする。
(1) 0から出た1つの円形波Cが器壁に届き反射した後, 反射波の山がPに達した。 この瞬
間の波C全体の山の位置(実線)を正しく表した図は(ア)~(エ)のどれか。
(ア)
P
(イ)
(ウ)
(エ)
ここでL上の任意の点をQとし, OQ=x[m] とおく。 Qでの, 0から直接届いた波と器
壁で反射して届いた波の干渉を考える。
42 波長を入[m], n=1, 2,...として,Qで2つの波が弱めあう条件を書くと,
=(2-1) 12/12 となる。 □に当てはまる式を入れよ。
いま x=8.0m の点Pでは2つの波が干渉した結果, 互いに弱めあい, 水位が変化しない
という。また, L上で水位が同様に変化しない点のうち,0から見てPよりも遠くにあるの
は2個だけであった。
PはL上で(2)で得られた条件を満たす点のうち, nがいくつに相当するか。
(4) 入は何か。
