自由端反射

(1)例題

時刻0sで図のような波形をもつ波が、x軸の正の向きに速さ1m/sで進み、その後x=0mの自由端で反射する。時刻4sの波形をかけ。

(2016年センター試験本試物理基礎第1問問4)

(2)例題の答案

(3)解法のポイント

自由端では、媒質が自由に振動できるので、入射波の変位がそのままの状態で反射されます。例えば、波の山が入射したら山のままで、谷が入射したら谷のままで反射されます。

自由端反射の反射波のかき方のポイントは、自由端をそのまま通り過ぎたとして波をかき、それを自由端で線対称に折り返します。

入射波が残っている場合は、波の合成をしましょう(重ね合わせの原理)

(4)理解すべきこと

定常波についてのまとめ(定常波とは何か、固定端反射と自由端反射、弦で発生する定常波、気柱で発生する定常波、固有振動とは、音(縦波)の大きさ(密度の変化)が最大になるときについても解説しています)

波の正体は媒質の単振動である(y-xグラフとy-tグラフ、縦波についても解説しています)