twitterの問題10の解答

<解答>

・波長について

波長は波の山と山の距離であるから,時間$t$を固定して考える.(波の写真をとるイメージ)

$$

$t=t_{0}$と固定して,$x=x_{0}$が山であったとき,波長を$\lambda$として,$x=x_{0}+\lambda$も山である.この2つの位相($\sin$の中のこと)は$2\pi$分ずれているので

$(Ax_{0}-Bt_{0})+2\pi=\{A(x_{0}+\lambda)-Bt_{0}\}$

$2\pi=A\lambda$ $\therefore\,\, \lambda=\dfrac{2\pi}{A}$(答)

・周期について

周期とは,媒質が1回振動するのにかかる時間であるから$x$を固定して,特定の媒質の時間変化を観察する.

$x=x_{0}$を固定し,この場所の媒質の時間変化を眺める.媒質が最大変位になったときの時刻を$t=t_{0}$とし,周期を$T$として,$t=t_{0}+T$で再び最大変位になる.この2つの位相$2\pi$分ずれている.$Ax_{0}-B(t_{0}+T)<Ax_{0}-B(t_{0}+T)$に注意して

$\{Ax_{0}-B(t_{0}+T)\}+2\pi=Ax_{0}-Bt_{0}$

$\therefore\,\, 2\pi=BT$ $\therefore\,\, T=\dfrac{2\pi}{B}$ (答)

・波が伝わる速さ$v$について

波の基本式より

$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{B}{A}$ (答)

※次の記事でも解説+類題があります.

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