リップルポンド

原理・法則

- 音や力と波紋 -

波紋1箇所

波紋1箇所

波紋1箇所、下部2個障害物

波紋1箇所、下部2個障害物

波紋1箇所、上部障害物

波紋1箇所、上部障害物

波紋2箇所

波紋2箇所

波紋1箇所、左部障害物

波紋1箇所、左部障害物

波紋2箇所、上部障害物

波紋2箇所、上部障害物

■波の形

音を発生させるとができます。波面は球状なので球面波といいます。上から見ると平面のように見える波もあります。
これを平面波といいます。

■波の干渉

2つの点に同じ力を加えると、2点を中心とした全く同じ大きさの波が発生し続けます。波と波がぶつかると、波の山どうしまたは谷どうしが重なるところでは激しく振動(互いに強め合う)し、山と谷が重なるところでは波が消えて(互いに打ち消し合う)しまいます。

■波の回折

波はすき間を通り抜ける時や障害物に当った時、後方に回り込んでいきます。

■波の反射

波は壁や鏡・水面等にぶつかると跳ね返ります。この時、波がぶつかった面と作る角を入射角、ぶつかった面と反射した波が作る角を反射角といい、入射角と反射角は等しい性質があります。

■波の屈折

波は壁や鏡・水面等にぶつかると進行方向を変えます。これは、ぶつかったものによって波の伝わる速さが違うからだといわれています。

身近な事例1

- 消音ヘッドフォンの仕組み -

消音ヘッドフォンは内蔵マイクが周囲の雑音を検知し、雑音と逆位相の音を合成・出力することで、2つの音が打ち消し合い、周囲の音を70~80%低減させます。
人間の耳が最も不快に感じる40Hz~2000Hzの低周波の騒音に効果的ですが、人の話し声やクラクション等の高周波の音には影響しませんので、クリアな音質を楽しむことができます。

- 消音システムの活用例 -

飛行機のコックピット

飛行機のコックピット

車内騒音軽減(アクティブノイズコントローラ)

車内騒音軽減(アクティブノイズコントローラ)

新幹線等の騒音対策

新幹線等の騒音対策

工事現場での作業効率アップ

工事現場での作業効率アップ

試験勉強での集中力アップ

試験勉強での集中力アップ

身近な事例2

- 魚群探知機の仕組み -

魚群探知機の仕組み

魚群探知機は、発射した超音波が途中で何かに当たると反射し、その反射波の一部が発射地点に返ってくる原理を利用しています。
超音波の送受信は船底に付けたセンサーで行います。発射された超音波は、途中に魚群があると反射し、一部はセンサーに返ってきます。
当らなかった超音波は海底で反射し、一部はセンサーに返ってきます。
超音波を発射してから海底の反射波が帰るまでの時間を測定することで魚群や海底までの水深がわかります。
魚群探知機は、水深と反射波の量を視覚化したもので、どの水深にどれだけの魚影があるのかを把握することができます。
図の色が赤に近いほど、魚影が濃い(魚がたくさん群れている)ことを示しています。