パソコンでのシミュレーション:波の基礎1 Mathematica8.0以上 byH.Yanase
以下のサイトからCDFPlayerのブラウザプラグインをインストールすると利用可能になります。
http://www.wolfram.com/cdf-player/ からCDFプレーヤーをダウンロードしてください。
1.三角関数の理解:
まず、波の話の前に三角関数を理解しよう。次のプログラムの再生ボタンを押すと半径1の棒が回りだす。これを動径という。
このx軸、y軸の影が描かれる。これを射影するという。
サインはy軸への動径の射影、コサインはx軸への射影だとわかる。円運動がサインとコサインを合成してできる感覚を
ここでしっかり身につけておこう。結局は単位ベクトルの回転を表している。
さらに、この平面を複素平面(y軸を虚軸)に拡張すると有名なオイラーの公式
が成り立つこともわかると思います。
このプログラムのオリジナルは下記にあります。
URL: http://demonstrations.wolfram.com/topic.html?topic=Waves&limit=20
2.波の基本 周期と波長
波は山の部分と谷の部分が1セットで1波長、または1周期という。波長は長さでみた場合で、周期は時間で
みた場合になります。y軸の高さを振幅といいます。スライダーを動かして変化の様子をみて理解してください。
さて波を理解するポイントは位相θ(角度)にあります。単位はラジアンで1周すると2πラジアンになります。
この位相という考えをもってくると長さでは波長λだけ進めば1周、時間では周期Tだけ経過すれば1周に
相当するので時間tも距離xも位相に直すことができて
となります。
このプログラムのオリジナルは下記にあります。
URL: http://demonstrations.wolfram.com/topic.html?topic=Waves&limit=20
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