波の記述

定在波

私たちにとって重要な波の種類に定在波があります。 定在波は楽器の中に存在し、楽器が正しい周波数（または音楽で使われるピッチ）の音を出す仕組みになっています。 定在波は楽器の中に閉じ込められているため、移動することはありません。 例えば、ギターやバイオリンのような弦楽器では、弦全体が振動しますが、波は弦に閉じ込められているため伝わらず、弦には端点（楽器に取り付けられたり、演奏者の指に押さえつけられたりする部分）が存在します。 両端は固定されているので、この点の振幅はゼロのままでなければならないが、弦の中央部の振幅は変化しうる。 このため、弦に可能な波長が制限される。 弦の質量/長さや張力などの特性によって速度が決まり、周波数は波長と速度の組み合わせから決まります。

velocity とは何でしょうか。 定在波は、波が弦を伝わって、固定端で反射し、方向を反転して、また反射する… 周波数/波長/速度がすべて一致したとき、波の反射が互いに強化、つまり建設的に干渉することで、共振と呼ばれるようになるのです。 一般に共振とは、周囲の固有振動数が一致することで、その振動が周囲の特殊な性質によって強化されることを指す。 波長の合わない波が跳ね返ってくると、自分自身と破壊的な干渉を起こすことになります。 その結果、弦はその固有で共振する周波数では容易に振動できますが、それ以外の周波数ではそれらの波が打ち消されてしまい、実際には振動できないのです。 例えば、ハープ（多くの弦を持つ楽器）があなたと一緒に笑うと、弦の一部があなたの笑い声の周波数にマッチして共鳴し始め、空中に音波を発生させるからです。 共振を利用してガラスを割る1分間のビデオです。 金属板とバイオリンの弓を使った2次元定在波の位置を示す素晴らしいビデオです

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