1。一般波方程式:
* v =fλ
* V: 波の速度(m/s)
* f: 周波数(Hz)
* λ: 波長(m)
この方程式は、波の速度がその周波数と波長に直接比例していることを示しています。
2。特定の波タイプ:
* 文字列上の横波:
* v =√(t/μ)
* t: 文字列の張力(n)
* μ: 弦の線形質量密度(単位長さあたりの質量)(kg/m)
* 空気中の音波:
* v =√(γp/ρ)
* γ: 空気の断熱指数(比熱の比)(約1.4)
* p: 空気の圧力(PA)
* ρ: 空気の密度(kg/m³)
* 真空中の光波(電磁波):
* v =c
* c: 真空中の光の速度(約299,792,458 m/s)
重要なポイント:
* 培地依存性: 波の速度は、移動する媒体の特性によって決定されます。 たとえば、音は液体よりも固体でより速く移動し、ガスよりも液体で速く移動します。
* 周波数と波長: 周波数と波長の関係は常に v =fλです 、しかし、fとλの実際の値は媒体に応じて変化する可能性があります。
例:
100 nの張力と0.05 kg/mの線形質量密度のある弦の上で波が移動しているとしましょう。 文字列上の横波の方程式を使用します。
* v =√(100 n/0.05 kg/m)=√2000m²/s²=44.7 m/s
これは、波がその文字列上で毎秒44.7メートルで移動することを意味します。