こんにちは＜Frank＞です。

私自身、初めて学習する項目です。

１．y-x グラフ（時間 𝑡 固定）
波のある瞬間の位置 𝑥 における変位 𝑦 を表したグラフです。時間
を一定にした状態で、波が空間内でどのように形作られているかを
示します。

１）波の形状
　　波の形は正弦波（サイン波）として表されることが多いです。
　　波の山と谷が空間的に広がっている様子をこのグラフで見るこ
　　とができます。

２）波長
　　波が一周期を終えるまでの長さを波長 𝜆 と言います。y-x グ
　　ラフでは、波の一周期が 𝑥 軸に沿って繰り返されるため、波
　　長は山から次の山まで、または谷から次の谷までの距離として
　　確認できます。

２．y-t グラフ（位置 𝑥 固定）
位置を固定し、時間とともにその位置における変位 𝑦 を表したグ
ラフです。つまり、同じ地点で波がどのように変化しているかを見
ることができます。

１）周期
　　波が一周期にわたってどれだけの時間で振動するかを示すもの
　　で、これを周期 𝑇 と言います。y-t グラフでは、変位が繰り
　　返される時間の間隔が周期に対応します。

２）振動数
　　周期の逆数で、１秒間に波が何回振動するかを表し、振動数 𝑓
　　は 𝑓 = 1／𝑇 で表されます。

３．波の式
波の式は、波の伝播を表す基本的な数式です。波の進行方向や波の
特性に基づき、正弦波を表す代表的な式は次のようになります。

𝑦(𝑥, 𝑡) = 𝐴sin{2𝜋／𝜆(𝑥 − 𝑣𝑡)}

ここで、

１）𝑦(𝑥, 𝑡)
　　位置 𝑥 と時間 𝑡 における波の変位。

２）𝐴
　　振幅（波の最大の高さ）。

３）𝜆
　　波長。

４）𝑣
　　波の速度。

５）𝑡
　　時間。

この式は、波が 𝑥 軸方向に速さ 𝑣 で伝わる様子を表しています。

４．波の固定端反射と自由端反射
１）固定端反射
　　波が固定された端に到達したときに、反射した波は位相が逆転
　　します。つまり、山が谷に、谷が山に反転して戻ってきます。
　　この現象は、波のエネルギーが固定された端で反射されるため
　　に起こります。

２）自由端反射
　　自由端では、波が到達しても反射波は位相が反転しません。つ
　　まり、山はそのまま山として、谷は谷のまま反射されます。こ
　　の場合、端が動けるため、反射波の位相がそのまま維持されま
　　す。

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