屈折の波動力学

下のプログラムがうまく動かない、という人はSUNのjavaの広場のページに いってjavaをダウンロードしてインストールして みてください。


 「波束」というチェックボックスをONにすると波束になった波が走ります。最初はまずOFFにしてみてください。

 このように波が進んでいくのが見えると思います。
 下の部分に入ると波長が短くなるために、波の進路が曲げられます。

 右の方にある「ポテンシャル」のスライダを動かすと、上と下での位置エネルギーの差を調整できます。左に動かせば動かすほど、下での 波長は縮み、右に動かすほど伸びます。波の曲がり方もそれに応じて変化します。

 右に動かしすぎると、全反射が起こってしまって波が下側に入りません。

 左の「波数」と書かれたスライダで波の波数(つまりは波長)を変えられるので、これも見やすい波数に調節してみてください。



 次に「波束」のチェックボックスをONにしてみましょう。こうする と、さっきの波に、波数kが1.1倍で、角振動数ωが1.21倍の波が重ね合わされます。
 それによって、波に強め合うこぶの部分や、弱め合う節の部分ができます。節の部分(図では白くなる)の動きを見た方がわかりやすいでしょう。

 上の方から白い部分がやってきて下に抜けますが、この時の白い部分の速度に注目してください。

 下に抜けた後、白い部分は速度を増して抜けていくことがよく見るとわ かります。

 下の方が波長が短くなり(kが大きくなり)、位相速度ω/kは小さくなってます(遅くなっています)。青い部分や赤い部分の速度を見ると、確かに下の方 が遅くなっています。

 しかし、群速度の方は逆に下の方が速くなります。これが「白い部分の速度」を見ることでわかるのです。


ソースファイル:kussetu2.java および AnimeApplet.java