定常波

定在波とは?

マイケル ファラデーは、1831 年に定常波を発見しました。ファラデーは、振動する容器内に存在する液体の表面でこれらの波を観察しました。定在波が形成される一般的な原因は共振です。たとえば、振動するロープの一方の端を結ぶと、定在波が発生します。そのため、定在波とも呼ばれます。

定常波 動いていない波は、常に静止していることを意味します。これらの波は、2 つの同一の波が同じ経路に沿って反対方向に移動し、互いに干渉して定在波が生じるときに形成されます。名前 定在波 高調波である外乱も原因です。パーティクルはどの方向にも移動できません。したがって、いかなる種類のエネルギーも輸送されません。

この記事は定常波研究資料です これには、その基本的な定義、それらの形成方法、およびその特性が含まれており、概念をゼロから理解することができます。

定在波のさまざまな特徴

• 開始点と反射点の 2 点間で発生する乱れは、特定の 1 つの領域に限定されません。
• 定常波はどの方向にも移動しない傾向があり、エネルギーの流れも発生しません。
• 波は時間に対して振動し、振幅は一定のままです。
• ある粒子から別の粒子への特定の領域を超えて進む動きは発生しません。
• 定常波には入射波と反射波があり、総エネルギーはこれら 2 つのエネルギーの 2 倍であることがわかっています。
• 定常波が存在する媒体 いくつかのセグメントに分割され、すべてのセクションが振動する傾向があります。単一の特定のセグメントに存在する粒子は、同じ位相で振動します。
• 定常波の圧力変化は、腹で最小になり、節で最大になります。
• 特定の点は常に静止しています。これらのポイントはノードと呼ばれます。波腹と呼ばれる、振幅が最大になるポイントは他にもあります。

定在波比:(SWR)

定在波比、または波の SWR は、波の腹である最大振幅と節である最小振幅の比率です。たとえば、純粋な定常波の定在波比は無限大です。許容可能な SWR はゼロ以外の値であり、波が部分的に静止し、部分的に移動している状態にあることを示しています。

定在波の数学的説明

x 軸に沿って無限の長さのストリングを考えてみましょう。これは自由で、y 方向に横方向に伸ばすことができます。

右方向に進行する高調波では、y 方向に沿った弦の変位は時間 t と位置 x の関数です。

y(x, t)−y0=Asin(2πt/T-2πxλ+φ)

左方向に移動する場合、y 方向に沿った変位は、

y(x, t)−y0=Asin(2πt/T+2πxλ+φ)

ここで、

y=波の変位によって生じる振幅

ω=波の角周波数

λ=波の波長

定在波を理解するための例

定在波の最も一般的な用途の 1 つは楽器です。

たとえば、ギターでは、指が弦の形で弦を押さえると、音は振動の形で作成されます。楽器の内部では、空気管を通じて定在波が生成されます。

子供の頃、私たちはいつもロープで遊んでいました。したがって、ロープを使って定在波を理解することは典型的な例です。縄跳びで定常波

結論