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波の速度はどのように実験的に決定されますか?

説明と考慮事項とともに、実験的に波の速度を決定する方法は次のとおりです。

波の特性を理解する

* 波長(λ): 波の2つの連続した紋章(またはトラフ)間の距離。

* 周波数(f): 一秒あたりの固定点を通過する波のサイクルの数。

* 速度(v): 波が時間単位に移動する距離。

基本的な関係

波の速度は、その波長と周波数に直接関連しています。

v =fλ

実験方法

1。定規とストップウォッチを使用する(弦または水の上の波の場合):

* セットアップ:

*文字列または波紋タンクに波を作成します。

*波の出発点をマークします。

*定規を使用して、2つの連続した紋章(波長、λ)間の距離を測定します。

*ストップウォッチを使用して、特定の数の波が固定点を通過するまでに時間がかかる時間を計ります。

* 計算:

* 周波数(f): カウントされた波の数を、彼らが通過するのにかかった時間によって分割します。

* 速度(v): 周波数(f)に波長(λ)を掛けます。

2。音速メーターを使用して(音波の場合):

* セットアップ:

*音速メーターを使用します。これは、通常、サウンドパルスを放出し、ターゲットを反射した後にパルスが戻るのにかかる時間を測定します。

* 計算:

*サウンド速度計は、ターゲットまでの距離とパルスが戻るのにかかる時間を使用して、サウンドの速度を直接計算します。

3。ストロボスコープを使用する(波紋タンクの波の場合):

* セットアップ:

*波紋タンクに波を作成します。

*波が時間的に凍結されるように見えるまで、ストロボスコープの周波数を調整します。

* 計算:

*ストロボスコープの周波数は、波の周波数(f)に等しくなります。

* 2つの連続した紋章(λ)間の距離を測定します。

* v =fλを使用して速度(v)を計算します。

重要な考慮事項

* 精度: 波長と時間の正確な測定を確保します。適切な精度で定規と、良好な解像度のストップウォッチを使用します。

* 波タイプ: 使用する方法は、調査している波の種類に依存します。

* 環境: 音の速度やその他の波は、温度や中程度などの要因の影響を受ける可能性があります。

例:文字列上の波の速度を測定

1。波長を測定: 2つの紋章間の距離を0.2メートル(λ=0.2 m)に測定するとします。

2。頻度を測定します: 5秒でポイントを通過する10の波を数えます。周波数は10波 / 5秒=2 Hz(f =2 Hz)です。

3。速度を計算します: 波の速度はv =fλ=2 hz * 0.2 m =0.4 m/sです。

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