あなたがビーチに行くとき、あなたは波が出入りするのに気づいたことがありますか？波の動きはしばしば海水波と呼ばれます。しかし、波は海の水だけに見られるわけではないことがわかりました。耳が音波を拾うので聞こえます。しかし、振動と波の違いについて考えたことはありますか？
この2つは確かに類似しており、区別が難しい場合があります。しかし、この記事では、振動と波の違いについて説明します。
振動
振動は平衡の周りを行ったり来たりする動きです。ここでいう平衡とは、物体に力が加わっていない場合に物体が静止している状態のことです。
下の画像を見てみましょう。
ぶら下がっている振り子があるとします。次に、振り子はポイントAまで折りたたまれ、図のように解放されます。振り子が平衡点Bを超えて前後に揺れていることがわかります。振り子は弱まり、停止するまで定期的に動きます。
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平衡点を超えた物体の規則的な前後の動きは、振動と呼ばれます。最初に振り子が点Bで平衡位置にあると仮定します。次に、振り子は点Aに曲げられ、次に解放されます。
振り子が点A-B-C-B-Aに移動するとき、振り子の動きは振動と呼ばれます。振り子が点A-B-Cに移動するとき、振り子の動きは半振動と呼ばれます。
波
一方、波は伝播する振動です。運動が平衡点を中心とする振動とは対照的に、波はある点から別の点に移動します。下の画像を見てください。
上の写真は、ロープの端を木の枝に結びつけている子供を示しています。次に、子供はロープのもう一方の端を定期的に上下に振動させます。時間の経過とともに、振動はロープに沿って伝播し、ロープが結ばれて波を形成する端に到達することがわかります。この図から、振動の伝播は波と呼ばれるという定義が得られます。
波は伝播方向と振動方向に基づいて、横波と縦波の2種類に分類されます。
横波は、上記の例のように、伝播方向が振動の方向に垂直な波です。ロープに形成される波は、伝播方向が振動方向に垂直な横波であることがわかります。横波にはいくつかの例があります。つまり、ロープ上の波と光波です。
一方、縦波は、伝播方向が振動方向と平行な波です。一端が水平にバインドされたばねが平衡状態にあるとします。すると、バネが引っ張られて解放され、バネに振動や波が発生します。ばねに形成される波は、伝播方向が振動方向と平行な縦波であることがわかります。
縦波の例としては、ばねの波や音波があります。
