パソコンでのシミュレーション:波の基礎3 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。
環境によってはロードするのに時間がかかります。
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。
6.反射 自由端と固定端
x=4の位置に壁があると思ってください。入射波と反射波、その合成波が表示されています。
固定端であればそこが節、自由端であれば腹になっていることがわかります。
x=4以後の透過波も描かれているので反射波を作成する時に自由端ならそのまま折り返し、固定端なら上下に反転して
から折り返せばよいことがわかります。上下に反転することは波では位相をπずらすことと同じですね。
固定端にチェックを入れるとｘ＝４が固定端になります。自由端では腹であったのが節に変化したのがわかりますか。
時間変化をよく観察してください。合成波を作図するときは入射波も時間進行していくとを忘れないように
しましょう。
7.水面波
水面波の様子を濃淡で表しています。Mthematicaのプログラムではランダム関数をつかうことで
とても簡単にこうしたプログラムを作成できます。
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
8.屈折 波面
進行の射線に対し垂直な面が波面ですが、これは地図の等高線のように閉じた曲線になります。
屈折率が異なるとそこでこの曲線はなめらかではなくなることをよく観察してください。
（でも連続した曲線であることに変化はありません）
次に上の屈折率のほうを大きくしてみてください。等高線のような波面は上側が混んで間隔が狭くなります。
この状態で入射角を変化させてみてください。下側の屈折率が大きい場合には見られなかった劇的な現象
が観測できます。いかに慎重に入射角を調整してもあるところでいっきに跳ね上がり、全て反射してしまいます。
この現象が全反射です。これは波面のなめらかではない部分を光りが通過しているときにおきることを確認して
ください。つまり波面の変化率が大きいとその後の光の行き先も大きく変化するわけです。なめらかな斜面を
滑っていたスキーヤーが突然崖に出くわしていっきに飛ばされてしまったようなものです。
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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