■反射波を描く
物理が苦手な文子
波の反射の問題ね。
物理が得意な秀樹
波が反射するときには，固定端反射と自由端反射があるんだけど，覚えているかな？
物理が苦手な文子
名前は聞いたことがあるけど，どういうことなのかは覚えていないわ。
物理が得意な秀樹
それじゃあ，反射波の描き方をまとめておくね。
物理が苦手な文子
何となくやったことがあるような気がするわ。
物理が得意な秀樹
実際にやってみようか。最初は反射を考えないので，マス目を右に広げておくね。
物理が苦手な文子
ここに入射波を進めればいいのね。どのくらい進めればいいの？
物理が得意な秀樹
どのくらい進めればいいのか問題文に指定はないんだけど，選択肢の図を見ると波全体が反射しているから，とりあえずは波全体が右の枠に入るように進めよう。
物理が苦手な文子
こんな感じ？
物理が得意な秀樹
いいね。自由端反射ではそのままでいいんだけど，固定端反射では上下反転させるんだ。
物理が苦手な文子
こういうこと？
物理が得意な秀樹
そうだね。最後にこの波形を，左に折り返そう。
物理が苦手な文子
こういうことね。
物理が得意な秀樹
これで完成だ。問題の選択肢をもう一度見てみよう。
物理が苦手な文子
同じ形の選択肢はあるけど，１マスずれているわね。
物理が得意な秀樹
最初に波を進めたときに，もう１マス右に進めれば良かったんだね。
物理が苦手な文子
そういうことなのね。ということは，自由端反射の図が(b)で，固定端反射の図が(d)ね。
物理が得意な秀樹
そうだね。答えは④だ。次は問４だよ。
■２つの波の重ね合わせ
物理が苦手な文子
２つの波は，１秒間に１マスずつ進むのね。
物理が得意な秀樹
そうだね。ちょっと描き直してみるよ。
物理が得意な秀樹
右に進む波をA，左に進む波をBとするよ。どちらの波も１秒間に１マスずつ進むから，問題にも書いてあるけど，こうなるね。
物理が苦手な文子
色を変えると分かりやすいわね。
物理が得意な秀樹
２秒後の波形はさらに１マスずつ進めてみよう。
物理が苦手な文子
１マスずつ進めればいいのね。
物理が得意な秀樹
こうなるね。この２つの波を重ね合わせなきゃダメなんだよ。
物理が苦手な文子
重ね合わせるって，どうすればいいの？
物理が得意な秀樹
縦方向の変位を足し算すればいいんだけど，ちょっと細かく見てみようか。
物理が苦手な文子
ゆっくりお願いします。
物理が得意な秀樹
まず，縦方向を
軸として，波の各点の変位を書くよ。
軸として，波の各点の変位を書くよ。
物理が苦手な文子
マス目の交点を読めばいいのね。
物理が得意な秀樹
そして同じ
座標に対して，軸の変位を足し算するんだ。
座標に対して，軸の変位を足し算するんだ。
物理が苦手な文子
その足し算した結果が，小さな丸ね。
物理が得意な秀樹
そうだね。この小さな丸をつないだのが，AとBの２つの波の合成波になるんだ。
物理が苦手な文子
これが答えということね。つまり，２秒後は(C)ね。
物理が得意な秀樹
その通り。それじゃあ，４秒後も同じようにやってみようか。２秒後の図をもう一度描いてみるよ。
物理が苦手な文子
３秒後はこうね。
物理が苦手な文子
そして，４秒後はこうね。
物理が得意な秀樹
これが４秒後だね。
物理が苦手な文子
これだと，合成波はどう描くの？
物理が得意な秀樹
重なっている部分がないから，これがそのまま合成波になるんだ。なので，４秒後の波形は(f)になるので，答えは①だ。
