高校物理

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5分で解ける!距離差の上限に関する問題

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5分で解ける!距離差の上限に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

波動28 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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2つの波源P,Qから 同位相 の波が出ていることを確認しましょう。 同位相 の波が出ているとき、 距離差が半波長λ/2の偶数倍ならば強め合い、奇数倍ならば弱め合い となりましたね。

距離差|PA-QA|は、半波長λ/2の何倍か?

波動28 練習 (1)問題

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まずは波源P,Qと点Aとの距離の関係を図示してみましょう。

波動28 練習 (1)図

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強め合いなのか弱め合いなのかは 距離差 によって決まります。今回はスタートが 同位相 なので、半波長の 偶数倍で強め合い奇数倍で弱め合い となります。距離の差|PA−QA|=4[cm]、波長λ=2.0[cm]より、
|PA−QA|=(λ/2)×1
距離差はλ/2の奇数倍 であることが分かりますね。つまり 弱め合い です。

(1)の答え
波動28 練習 (1)図の右側すべて

「ほとんど振動しない」⇒ 弱め合い

波動28 練習 (2)問題文 選択肢

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ほとんど振動しない 点は、 弱め合い の場所です。波源が 同位相 なので、 距離の差が半波長の奇数倍になる条件 を考えればよいですね。

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弱め合う点をBとすると、
|PB−QB|=(λ/2)×(2m+1)=2m+1
となる点の集まりを考えます。ここで、 距離差に上限がある ことを思い出しましょう。PQ間の距離が4.0[cm]なので距離差|PB−QB|は4.0より小さくならなければなりません。よって、2m+1<4.0を満たすのは m=0,1のみ です。よって、 双曲線が2つ できることになるので、答えは②になります。

(2)の答え
波動28 練習 (2)答え
距離差の上限
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