縦波のメカニズム

質問

縦波は「力の作用・反作用が起因となって起こる」と見なしていいものでしょうか？

力をある方向に及ぼすと、それに反対方向の力も起こる。この連鎖反応が縦波となって伝わる。

縦波がどういう機構で起こるのかを解説してください。

回答No.3

sanori · ベストアンサー

縦波は、別称「粗密波」であることは、ご存知ですよね？

要するに、バネです。　弾性です。

密度が高くなったところは、弾性によって、隣を押します。
押されたところは密度が高くなります。
そして、そこが、また、隣を押します。
そして押されたところが密度が・・・・・・
・・・・・

「力の作用・反作用」という考え方は、ある意味正しいのかもしれませんが、運動方程式にも、波動の計算にも、「作用」「反作用」のお二方は、キャストから外され、登場する機会がありません。

いいアニメーションを見つけましたので、ご覧ください。
（「Ｐ波」を選択し、プレイボタンを押せば見れます）
http://contest.thinkquest.gr.jp/tqj2000/30295/mechanism/earthquake/waveanim.html

ついでに、＃１さんへの補足に関して。

＞＞＞＞＞
真空中でも伝わる電磁波は横波はどうして媒質が無いのに波として伝わるのかがわかりません

電磁誘導という言葉は、勿論ご存知と思います。
電場の変化が磁場を生み、磁場の変化は電場を生みます。

そして、電場や磁場は、真空中でも存在しうることはご存知でしょうか？
宇宙空間に、電子をそっと置けば、それだけで、その周りの「真空」には電場が出来ます。

では、上記２つのことを組み合わせて考えましょう。

仮に真空中のどこかで、電場が動くきっかけを作ってやりましょう。
簡単です。帯電している物体を、ボールを投げるように、投げればよいんです。（電荷が動くというのは電流と同じことですが）

すると、そのボールが走る軌跡の周りに、くるりと回る磁場が発生します。
すると、磁場のダンスによって、その周りに電場ができます。
すると、電場のダンスによって、その周りに磁場が・・・

仲良し２人組のダンスです。
実は、これが「電磁波」そのものです。
電場も磁場も真空中で存在できるから、電磁波も真空中を走れるのです。

上記のような電磁波の記述は、古典電磁気学の根幹を成す「マクスウェルの４つの方程式」のうちの２式から導出されます。
（厳密には、量子電磁力学の話になりますが、定性的には上記理解で十分です）

＞＞＞＞＞
どうして直進しないのか？

これはどういう意味でしょうか？
電磁波は、相対性理論の時空のゆがみにより示された最短距離を直進します。
重力で曲がるのは、時空のゆがみを考慮したときの最短距離を走るからです。

それとも、反射とか屈折とか回折とかで「直進しない」という意味でしょうか・・・
・・・それは、波の、ごく普通の性質です。

回答No.2

myeyesonly

お尋ねでしょうか？

＞媒質がないのに・・・の部分がちょっと違うのではないでしょうか。

光の媒体は、物質ではなく「場」じゃないでしょうか。

物質の振動が媒体になるのが、地震であったり、音であったり・・・って事になるのではないかと思います。

回答No.1

myeyesonly

こんにちは。私は質問者さんとは違う捕らえ方をしてます。

縦波は「運動状態の変移」が伝わる現象、横波は「密度の変移が伝わる現象」って感じでしょうか。

極低温で観察される「第二音波」は「温度の変移が伝わる現象」でしたよね。

お礼

ありがとうございます！

真空中でも伝わる電磁波は横波はどうして媒質が無いのに波として伝わるのかがわかりません。どうして直進しないのか？