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波速度はどのように決定されますか?

波速度としても知られる波動速度は、波が移動する媒体の特性によって決定されます。これが故障です:

機械的波の場合:

* 横波: これらの波は、弦や水波の波のように、培地の張力(t)とその線形質量密度(µ)によって決定される速度を持っています。

* v =√(t/µ)

*張力が高くなると、波の速度が速くなります。

*より高い線形質量密度により、波の速度が遅くなります。

* 縦波: これらの波は、音波のように、それを圧縮して拡張することにより、媒体を通り抜けます。それらの速度は、媒体の弾性特性(バルク弾性率、b)とその密度(ρ)の影響を受けます。

* v =√(b/ρ)

*より高いバルクモジュラス(圧縮に対する抵抗性)により、波の速度が高くなります。

*密度が高いと波の速度が遅くなります。

電磁波の場合:

*光のような電磁波は、「C」で示される真空で一定の速度で移動します(約299,792,458メートル /秒)。この速度は、自由空間の誘電率(ε₀)と透過性(µ₀)によって決定されます。

* c =1/√(ε₀µ₀)

*真空以外の培地では、一般的に自由空間の誘電率と透過性が媒体の誘電率と透過性のために光の速度が低下します。

一般に、波の速度は次のとおりで決定できます。

* 直接測定: ストップウォッチまたはその他のタイミングデバイスを使用して、波が既知の距離を移動するのにかかる時間を測定します。

* 培地の既知の特性からの計算: 媒体の特性がわかっている場合、上記の方程式を使用します。

* 観察波動: 波の速度はこれら2つの積であるため、波の周波数(f)と波長(λ)を分析する:

* v =fλ

波速度に影響する要因:

* 中程度のプロパティ: 上記のように、材料特性は波速度に重要な役割を果たします。

* 温度: 温度は、培地の弾力性と密度に影響を与える可能性があり、それにより波の速度に影響します。

* 圧力: ガスでは、圧力は密度に影響を及ぼし、音波速度に影響します。

上記の説明は一般的な理解を提供することを忘れないでください。特定の波タイプには、より複雑な式と速度に影響を与える要因があります。

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