波の速さが1m/sだから、１秒ごとの波形を考えるとできそうな気がする。
そうそう。これで２秒経っているから、あと２秒後ね。
そうなんだけど、このあとの３秒後、４秒後を考えるのには少し時間がかかるので、実際はいきなり４秒後を考えて良いんだ。
大丈夫なんだよ。やってみよう！まず、反射をしないものとして、まっすぐ右に４秒後の波形を描こう！
右に
軸を伸ばさなきゃ描けないということね。こんな感じかな。
そうだね。さて、ここからなんだけど、この問題では「自由端反射」なんだよね。「自由端反射」の場合は反射面をはみ出した右側の部分を、そのまま反射面を軸としてひっくり返すんだ。
うん、これでいいよ。まだ反射面に到達していない青い部分が「入射波」で、折り返した緑色の部分が「反射波」だよ。この２つの波を合わせたのが、実際に観察される波なんだ。合成波っていうんだけどね。
そんなに難しくはないんだけど、念のために丁寧にやってみよう。まず、
を考えよう。この点では、青色の入射波も、緑色の反射波も、どちらも変位は＋１だよね。なので、合わせると変位は＋２になるんだ。
そうだよ。次は
だ。
では、反射波の変位は＋１だけど、入射波の変位が０だね。ということは、合成波の変位は＋１だね。
次は私がやってみると、
では、反射波の変位は０で、入射波の変位は－１だから、合成波の変位は－１ね。
最後に
では、反射波も入射波も変位は０ね。もちろん合成波も変位は０。
できたね。実際はそのほかの中間の値も取ったりしたほうが良い知れないけど、この波はすべてまっすぐな線分でできているので、まっすぐ結べば完成だ。
入射波も反射波も曲線部分がないから、単に点を線分で結べばいいってことね。
その通り。ついでに、もし「固定端反射」だったときを考えておこうよ。
反射を考えずに、４秒後の波を描くところまでは同じなんだけど、「固定端反射」の場合は、このあと一度横軸に対して折り返す、っていう作業が入るんだ。
そこから先の作業は「自由端反射」の場合と同じだよ。
そうだね。話を戻すと、今は「自由端反射」だったので、答えは③だね。
