プログレッシブ ウェーブ

進行波とも呼ばれる進行波は、振幅を変えずに常に同じ方向に進行する波です。

進行波は、進行波の別名です。それは自分自身を明らかにし続けています。進行波は、停止したり、振幅や方向を変えたりすることなく無限に移動する能力によって定義されます。伝搬する動的擾乱は、1 つ以上の量の存在によって定義されます。

平面進行波の方程式

波が流れる媒質中の振動粒子の変位は、方程式で表すことができます。その結果、進行波の各粒子は、周期と振幅が同じで位相が異なる単純な調和運動を実行します。

進行波が原点から始まり、正の X 軸に沿って左から右に進むと仮定します。粒子の瞬時変位は

粒子の振動の振幅

ある時点で、原点から x の距離にある粒子 P の変位は、

2 つの粒子が距離 だけ離れている場合、位相差は になります。その結果、距離 x での粒子 P の位相は

であるため、方程式は次のように記述できます。

ということはわかっています。したがって、式 (3) を次のように書くことができます。

波が反対方向に進行している場合、方程式は次のようになります。

• 時間による位相の変化:

一定の距離では、位相は時間とともに連続的に変化します。

O から所定の距離 x で、所定の時間における粒子の位相をそれぞれ とする。

時間間隔 では、粒子の位相変化は です。 =T の場合、=2 です。これは、粒子の位相が時間 T 後に同じになることを示しています。

• 距離による位相の変化:

ある時刻 t において、位相は距離 x で周期的に変化します。与えられた時間 t で原点 O からそれぞれ離れた 2 つの粒子の位相を とします。

さて、

したがって、

波が左から右に進むとき、負の符号で示されるように、前方ポイントは位相がずれています。

経路差のある 2 つの粒子間の位相差は、 と です。

プログレッシブ ウェーブの種類

一般に、進行波は次の 2 つのタイプに分けられます。

• 横波
• 縦波

横波: 横波は、媒質の粒子が波の伝搬方向に対して垂直に移動する波です。

横波の生成

媒質内に波を発生させるソースの動きを説明するために、ゆるいスプリング コイル (スリンキー スプリング) を考えます。スリンキーは、最初の長さが短いが伸びた形状が長いソフト スプリングです。

片端が固定された水平ばねを考えてみましょう。自由端が左右に移動すると、変位パターンを持つ波のパルスがスプリングに沿って移動します。これは、粒子の動きが波の伝播経路に対して垂直であることを示しており、結果として横波が発生します。

縦波: 縦波は、媒質の粒子が波の伝播方向に沿って移動する波です。

縦波の生成

スプリングの端の 1 つがスプリングの方向に前後に移動した場合。次に、ばねの変位が波の伝播方向に平行な波が作成され、これらの波は縦波として知られています。

進行波の特徴

プログレッシブ ウェーブの強度

ヴァイオリンやフルート、ハーモニウムなどの楽器の音を聞くと耳に心地よい感覚を覚えますが、ピストルやホルン、自動車などの音を聞くと耳に不快な感覚を覚えます。 .

音波の強度と耳の感度によって、音によって生成される音量が決まります。

強度は一般に、波の伝播方向に垂直な方向に単位時間あたり単位面積あたりを移動するエネルギーの量として定義されます。

強度の S.I. 単位は 1 平方メートルあたりのワットです（）。

結論

進行波は、波のプロファイルが波の速度で前進するものとして定義されます。横方向と縦方向の両方の波は進行性です。進行波では、粒子振動の振幅と周波数は同じですが、振動の位相は波に沿ってポイントごとに異なります。

縦波は、媒質の粒子が波の伝搬方向に沿って移動する波です。一方、横波は、媒質の粒子が波の伝搬方向に対して垂直に移動する波です。