波の水そうの遊び方
- 実験を選び、カードで数えた山、写真、または棒の振動数を読もう。
- 山ではなく山と山の間を数え、v = f·λ で速さ、振動数、波長を結びつけよう。
- 予想を入力してスタートを押そう。棒は実時間で水そうを波でいっぱいにします。
- オレンジの印を、山の明るい線や、最初の波がとどいた場所とくらべよう。
波長のはかり方
波の水そうは上から光を当てた浅い水のトレーで、山がゆかに明るい線として見えます。一定のリズムで水に出入りする棒が、まっすぐな波の列を水そうに送ります。波長 λ は山から次の山までのきょりです。1つの間を正確にはかるのはむずかしいので、たくさんの山にわたってはかってわるのがよい方法です。このとき、ならんだn個の山の間はn − 1個しかないことに注意しよう。写真も、縮尺を直せば役に立ちます。波長、振動数、速さは v = f·λ で結びついています。棒が次の山を作る間に、それぞれの山は1波長進みます。水の波の速さは深さで決まり、浅い水ではおそくなります。棒は1秒に同じ数の山を作りつづけるので、山がつまって波長が短くなります。波が浜に近づくとつまって見えるのはこのためです。
学習に絞ったモデル
水は理想的です。波は弱まらない完全なまっすぐな正弦波で、反対のはしで何もはね返りません。棒は静止した状態から1秒に8回水面をたたきます。波は深い水で40 cm/s、浅いところで24 cm/sで進み、段のところでちょうど速さが変わります。振動数はどこでも同じです。明るさは水の高さを表します。2%以内の答えは正解です。