16.15
一方の端が開いていて、もう一方の端が閉じているチューブの内側に空気が閉じ込められているとします。波が衝突すると反射し、定在波が発生します。
境界条件は、空気分子が自由に振動できる開放端の反節と、そうでない閉端の節点です。
両端が閉じている場合、最初に可能なモードは両端に節点を持ちます。しかし、ここでは、このパターンを引き伸ばすことで最初の可能なモードを取得できます。チューブの長さは、基本モードの波長の4分の1に等しくなります。
最初の倍音の場合、長さは波長の 4 分の 3 に等しくなります。2 番目の倍音の場合、波長の 4 分の 5 になります。
したがって、定在波モードの波長は、奇数であるnで与えられる数学的パターンに従うことがわかります。
対応する周波数、または高調波は、波の速度で取得されます。
定在波のモードを表現するための出発点は、波が従わなければならない境界条件を理解することです。 境界条件は、定在波がどのように維持されるか、つまり、媒体の振動粒子がそれらに課せられた境界でどのように動作するかについての物理的理解から導き出されます。
一方の端が開き、もう一方の端が閉じて空気が満たされて…
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