固定端での反射

ひもの右端をどこかに固定して、左端を握り、一振りすることを考えます。そうすると1つ山がひもの左端から右端へと伝わり、固定された右端に到達すると、反射して戻ってきます。その様子を、次の動画で見てみましょう。なお、この動画では中央の横軸が50の目盛りのところが、ひもの右端だと思って見てみてください。

ひもの右端は常に固定されているので、その端のことを固定端と言います。固定端は固定されているので、上下に振れることはなく、変位は常に0です。山は、固定端で反射をした後、上下が反転し、下向きになることがわかります。

ところで、この動画、次の動画と似ていませんか?そうなんです。次の動画の右半分を隠すと、上の動画そのものになっています。

今度は、左端から正弦波を3周期分送ります。すると、やはり固定端で上下が反転して反射することになります。ただ、前進する入射波と後退する反射波は重なり合う様子も観測できます。

この動画も、次の動画の右半分を隠したものと一致します。

ところで、固定端反射の様子を縦波で見てみましょう。ばねとおもりを連結したばね質量系の動画をご覧ください(上記のアニメーションとは入射波の入る方向が左右逆なのでご注意ください)。

今度はスローモーションです。