水面波

水面に浮かんだ木片が波を受けて上下に振動する様子を観察すると, 近似的には各水分子はその場で円運動していることが分かる. 水面波は縦波でも横波でもない.

ここでは各水分子は同じ角速度ωで円運動するものとして 水面波の伝わる様子をシミュレートしている.

波の進行する水平方向にx軸, 鉛直上向きに平衡時の水面を原点にy軸をとる. 平衡の位置が (x0 , 0 )の水分子は 波の波数をk(= 2π/波長)とすると次式のように時計回りに円運動する.

x = x0 + A cos(ωt - kx0)
y =  - A sin(ωt - kx0)

このように空間的に x0 変位すると円運動の位相は kx0 だけ遅れる.


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