縦波・横波
  
対象等
中学生から高校生まで
目的
縦波と横波の違いを目で見て確認します
準備
バネ、ロープ、波動実験器、セロテープ ストローまたは割り箸等の細い棒
実験場所
どこでも
方法


横波・縦波の違い
 
長くて柔らかいロープを用意します。一方を生徒に持たせ教室の後ろに立たせ、もう一方を私が持ちます。他の生徒に周りに集まるよう指示します。

 最初に私が軽く水平方向に腕を振り、床に水平な横波を作り、後ろへ送ります。これで生徒の関心を引きつけます。引きつけたことを確認してから、これが横波である、と宣言します。

 では、と言いながら、今度はロープを床に垂直に振ります。床と垂直になった波が後ろに送られます。「これは縦波ですか。横波ですか」と問いかけます。

 まあ普通の生徒なら「縦波!」と答えてくれます。そこで「違います!」と一言。さらに「これは横波です」と宣言します。

 後は授業の流れや生徒の反応に沿って、横波の定義(波の進行方向と振動する向きが直角)ということを身振りで示し、先ほどの波が横波であることを確認させます。

 続いて、「では縦波とはどんな波か」と聞きます。賢い生徒がいれば「押す」とか答えてくれますので、そのときはそれに沿って答えます。答える生徒がいなければいないで構いません。

 次に弾性バネを取り出します。これも片方を生徒に持たせ、先ほどと同じように横波を作って見せます。

 そこから先はその場の雰囲気で。「縦波はこうゆう波です」と見せてあげれば演示はおしまい。続いて縦波の定義(波の進行方向と振動する向きが平行)を示して、横波と縦波の違いを把握させます。

 さらに波動実験機があれば、横波の定義として、波の進む向きと波の振動方向が直角であることを目で確認できます。

波動実験器の製作(生)

 実験室の前から後ろへ強めのセロテープを1本張り、これにストローや割り箸のような棒を生徒全員でくっつけていきます。なるべくストローの中心をくっつけるようにし、約4cmぐらいの間隔にします。ストローだと波の速さがかなり速いのですが、波動実験器の原理や波の反射、重ね合わせ、定常波ぐらいの簡単な演示は観察することが出来ます。

 
注意点
 ・ 特にありません
結果
 教員にとっては簡単な実験ですが、生徒は結構真剣に考えてくれます
考察
応用
 
 ・ 特にありません
備考
重ね合わせの原理をついでに示してしまう場合もあります。
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