縦波

縦波、波の前進と同じ方向に起こる周期的な妨害または振動からなる波。 コイル状のバネの一端を圧縮して解放すると、その長さを伝わる圧縮の波が発生し、その後伸びる。バネのどのコイル上の点も波とともに動き、同じ経路を戻り、中立位置を通過して再び逆方向の動きをする。 空気中を移動する音も、音波の進行方向に気体を圧縮したり希釈したりして、往復振動させる。 P(プライマリー)地震波も縦波である。 縦波では、物質の各粒子はその正常な静止位置を中心に、伝搬軸に沿って振動し、波動に参加するすべての粒子は、振動の位相(q.v.)に段階的な変化があること、すなわち各粒子が後の時間に反応のサイクルを完了することを除いて、同じ方法で動作する。 このような運動の組み合わせにより、圧縮と希薄化が交互に起こる領域が伝播方向に進むことになる。 図の上部に小さな質量A、B、Cなどがコイル状のバネで結合され、慣性と弾性の両方の特性を持つ伝達媒体を表現している。 質量Bは慣性を持っているので、Aが左方向(矢印2)に動くと結合しているバネは伸び、右方向(矢印1)に動くと圧縮される。 これに対応する運動がバネを介してBに伝わりますが、位相に若干の遅れが生じます。 質量Bはその運動をパートナーCに伝え、以下同様にAからKに伝わり、遅れは徐々に大きくなります。 Aは2番目の振動を始め、Jは最初の振動を始めたところです。

A longitudinal wave and its transverse representation

From Physics by Erich Hausmann and Edgar P. Slack by Litton Educational Publishing, Inc. 8452>

図の下に縦波の横方向の表現が示されている。 ここでは静止位置(a、b、cなどで示す)を通る縦線が引かれており、その長さは質量が平衡から移動した距離(振幅)に比例している。 線は、軸から左方向に変位した場合は上向きに、右方向に変位した場合は下向きに引かれる。 縦線の両端を通るように滑らかな曲線を描くと横線となる。 この横線は、1周期に圧縮と希釈が1回ずつあることを示しており、ajが1波長である。 周波数は、1秒間にいずれかの質量が実行する完全なサイクルの数で表される

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