波面と波の伝播

1次元の波は $y (x, t) = A \sin \frac{2 π}{T} (t - \frac{x}{v})$ $y (x, t) = A \sin \frac{2 π}{T} (t - \frac{x}{v})$ で直線的に伝わるが，3次元空間では波面は平面や球面となって進行する．
ある瞬間に位相の等しい隣り合った点を連続的に結んでできる線または面を波面 (wave front)という．波の進行とはこの波面が進むことであり，進行方向を示す線＝射線は常に波面と垂直になる．
射線が平行である平面波の場合，波は広がらないから強さは一定で振幅も変わらない．一方，ある中心から同心円状に広がる波である球面波は波の強さは弱くなり，振幅も小さくなる．波源からの距離 $r$ $r$ が波長 $λ$ $λ$ に比べて十分小さい距離まで広がった球面波の波面は平面波とみなせる．

平面波の場合

球面波の場合

球面波の式：

y (r, t) = \frac{A}{r} \sin \frac{2 π}{T} (t - \frac{r}{v})

$y (r, t) = \frac{A}{r} \sin \frac{2 π}{T} (t - \frac{r}{v})$

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学生スタッフ作成

2021年11月9日