波の干渉と回折ジェネレーター

無料オンライン「波の干渉と回折」ジェネレーター：約90秒でラベル付きの図が完成。AIがまず必須ラベルを設計してから教科書スタイルで描画し、生成後もすべてのラベルを編集可能——論文・課題・スライドにそのまま使えます。

この図に含まれるラベル

✓ 正確なラベル ✓ 生成後に文字修正 ✓ 論文・ポスター・スライド用PNG

図の左側は、二つのコヒーレントな波源S1、S2から同じ振動数の円形水面波が広がり、重ね合わせによって強め合う点と弱め合う点が生じる様子を表す。波峰を実線、波谷を破線で区別する。

波峰どうし、または波谷どうしが重なる位置では振幅が大きくなり、波峰と波谷が重なる位置では振幅が小さくなる。これらの点を連ねると干渉縞となる。右側では、単スリット通過後の波面が回り込んで広がる回折を示す。

重ね合わせの原理を学んだ後の確認図として用いる。実線と破線の交点を分類させ、経路差Δrから強め合い・弱め合いの条件を答えさせる。さらにスリット幅と波長の比を変えたときの回折の広がりを予想させ、定期試験の作図・説明問題につなげる。

強め合う点と弱め合う点は、経路差からどのように判定しますか。

二つの波源が同位相なら、経路差Δrがmλのとき強め合う。Δrが（m＋1／2）λのときは逆位相となり、弱め合う。

弱め合う点では水面がまったく動かなくなりますか。

二つの波の振幅が等しく、振動数が同じで位相差が常にπなら、理想的には振幅がゼロになる。実際には振幅差や減衰があるため、完全に静止しない場合もある。

単スリットの幅を狭くすると、なぜ回折が目立ちますか。

スリット幅が波長と同程度以下になると、開口部の各点から広がる素元波の効果が顕著になり、波が障壁の背後まで回り込む。一般に、幅が狭いほど回折による広がりは大きい。