反射波と定常波〔合成波〕の関係

質問

今回、質問させていただくのは
ドップラー効果の問題での反射した音の聞こえ方や、
波の干渉の問題での薄膜に光を垂直に当てての反射光を観察するもので疑問に感じたことなのですが、

私は、入射角が０で波が反射すると入射波と反射波が重なって定常波ができ実際に見える波は定常波であると習ったのですが、

今回、この問題では両方入射角０で反射していて
反射している時点ですでに定常波ができていて、反射波、反射音、そのもの自体は観測することができなく、定常波が観察されると思うのですが、これらの反射波が観測できるのでしょうか？

教えてください、お願いします。

回答No.4

yokkun831

おっしゃるとおりです。
光源が後ろにあるとき，厳密には観測者が光をさえぎってしまう
わけですから，壁への入射光も無事ではいられず，観測者のまわり
からの回折光の反射を考えることになるでしょうかね。
微小な光センサで観測するのなら，ほぼ無視できる場合もある
でしょう。しかし，そのときも後ろからの直接光を観測することは
可視光の波長からいってありえないですね。音波の場合は，指向性
のあるマイクを使っても，後ろからくる音波を全部カットすることは
できないでしょう。光に比べて波長が長く，回折が顕著だからと
考えることができると思います。
しかし，入試問題などではここまで考慮した問題はほとんどなく，
実際に実験をやったら矛盾がでてきそうなものも多いですから
ご注意。

補足

ありがとうございました。
助かりました！

回答No.3

yokkun831

>実際に聞こえるのはうなりだけれども、反射音だけを取り出して
>考えれば
>ということなのですか？
その通りですね。

>あと、光の場合ですが直接波はカットされても
>光の波をだしつずければ、入射波と反射波は入射波０の場合定常波を
>作ってしまうのでないでしょうか？
観測者の後ろに光源があれば，観測者は直接波をさえぎります。
観測者の前に光源があれば，後ろに進む直接波と前で跳ね返ってきた
反射波が重なることはあるでしょう。でも，前方に出た直接波と
跳ね返ってくる直接波は定常波をつくるものの，観測者はその中に
いませんよね。

補足

再びの回答ありがとうございます。

でしたら、光源が自分より後ろにあれば、自分が光源からの光をさえぎり、光源から光がで続けることはなく、反射波が現れるときには入射波はなく、自分の所にまでは反射波し来なく、

自分より前に光源があれば定常波は出るものの、自分の所にまでは反射波しか来ないということなのですよね？

ラストの質問です。
お願いします！

回答No.2

yokkun831

音波の場合は，実際定常波を観測することに
なりますね。たとえば，壁に向かって出された
音波を壁の方に移動しながら観測すると，
ドップラー効果で直接波と反射波の観測振動数が
ずれるためにうなりを聞くことになりますが，
実はこのうなりは，定常波の中を移動するために
腹と節を繰り返し観測することで「うなり」になる
と解釈することもできるのです。
一方，光の場合は波長が短いので回折が顕著でない
こともあり，目や装置で観測するとき後ろからくる
直接波はカットされてしまいます。したがって，
観測される光は反射光のみになると思われます。

補足

回答ありがとうございます！

なるほど、だったら実際には、うなりの振動数が観測されるので
問題にある人が聞く反射音の振動数を求めろというのは、
実際に聞こえるのはうなりだけれども、反射音だけを取り出して
考えれば
ということなのですか？

あと、光の場合ですが直接波はカットされても
光の波をだしつずければ、入射波と反射波は入射波０の場合定常波を作ってしまうのでないでしょうか？

度々すいません、よろしくおねがいします！

回答No.1

ymmasayan

光や音は自信が無いのですが。参考までに。
電波の場合は同軸ケーブルでも導波管でも進行波と反射波を分離して電力の測定をしたり流れる方向を変えたりしています。
例えばレーダーでは一つのアンテナに送信機と受信機が同時に接続されています。
送信機→アンテナ、アンテナ→受信機の伝送のみ許し、送信機→受信機の伝送は完全に禁止するようにしています。
送信波と受信波は進行波と反射波の関係と同じですよね。

光ファイバーの場合にもハーフミラーを使った同時双方向伝送がありますがこれは一寸違うかも知れません。

お礼

ありがとうございます！