ロープのパルスの遊び方
- 実験を選び、カードでロープ、パルス、その速さを読もう。
- 何が進むかを思い出そう：形とそのエネルギーが進み、ロープの各部分は上下に動くだけ。
- 予想を入力してスタートを押そう。パルスは実時間でロープを伝わります。
- オレンジの印を、パルス、リボン、またはパルスが出会うところのロープとくらべよう。
波とは何か？
ぴんと張ったロープのはしをさっとふると、ふくらみがロープを伝わっていきます。この伝わっていくゆらぎが波です。ふくらみは波の速さで進み、その速さはロープの張りと重さで決まります。でもロープそのものはどこにも行きません。各部分はふくらみが来ると上がり、通りすぎると下がるだけです。ロープに結んだリボンを見るとわかります。ふくらみが通るあいだ、その場で上下にゆれるだけです。つまり波は、物質を運ばずに、エネルギーと形をある場所から別の場所へ運びます。振幅は、ロープがつり合いの線から上や下へどれだけはなれるかです。2つのパルスが出会うと、ロープの高さは2つの和になり、その後はそれぞれ、相手がいなかったかのように進みます。波はおたがいを通りぬけるのです。固定端では、パルスは上下逆さまになってはね返ります。水の波、音、地震、光もみなこのような波です。何かが伝わっても、媒質はその場にとどまります。
学習に絞ったモデル
ロープは理想的です。パルスは形と速さを保ち、何も失われません。各パルスは幅約1.2 mのなめらかなふくらみで、振幅の実験では上がって下がる1つの完全な波です。高さは長さの5倍に拡大してかいています。パルスが重なるところでは高さを正確にたし合わせ、固定端ではね返るパルスはやってきたパルスを上下逆さまにしたものです。実験は実時間で進みます。2%以内の答えは正解です。リボンについては0.5 cmまでを0とみなします。