図3−12

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（a） 波長測定

 それぞれの振動数において、内部波の波面がくの字型にならないようにアンプ で振動片の上下運動を調整する。

 固定センサーと可動センサーからの波形入力の位相が一致することをオシロス コープのリサージュ図形で確認し、その時の可動センサーの位置を目盛りで読取

る。

 可動センサーを移動させて、位相差！80。のりサージュ図形を通過し、位相 差360。の図形を確認して、上記と同様に目盛りを読取る。こうして、センサ

ーの移動距離から波長を算出した。

 上記の測定を5置くり返し、それぞれの水波の1周期の長さの平均値を求めた。

また、測定の的確さを得るために、ビデオや写真等で確認した。

（b） 表面張力測定

 ジョリーのばねばかりを用いて、液体と空気の界面、液体と液体の界面の表面 張力を測定した。液体と空気の界面の表面張力の実験値71dyn／cmは、理科年表 に与えられている値に近いが、液体と液体の界面の表面張力は小さく、灯油と水 の組合わせ以外のものについては、測定値にばらつきがあり特定することが難し

い。

 以上のことから、表面張力の値を実測値によって求めることは困難なので、実 験値にフィットするγを理論式から求めた。詳細については第5章で述べる。

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第4章．固有振動と連成振動の結果と考察

 本章では、前章で説明した実験によって得られた結果をもとに、それぞれの 振動系の固有振動が連成振動において、どのような波の振る舞いをするかを解

析する。

4−1 A・B領域の長さが同じ場合（固有振動）

 A・B領域が同じ長さの場合、振動片の振動数を変化させていくと、特定の 振動数領域において波の振幅が大きくなるときがある。これは、振動源の振動 数と波の固有振動が重なり合い共振を起こすことによって、振幅が大きくなる 現象である。さらに振動数を大きくしていくと2番めの固有振動が現われる。

理論的には無限に多くの固有振動がある。しかし、実際には振動数を大きくす ると波長が短くなり、振幅の変化をとらえることが難しい。A・B領域の長さ が5〜20 cmにおいて、振動数に対する波高値の変化の代表的なものをピック

アップして図4−1に示す。振動数の測定範囲は1．17Hz〜6．45Hzまで

4−1−1 a（＝b）の長さ変化にともなう固有振動の発生

 図4−1に示すように、振動数に対する波高値の変化が凸になっているピー ク値を、その長さにおける固有振動とした。

 図4−1と図4−3の比較からわかるように、固有振動の発生は、同じ振動 数領域において、a（＝b）の長さが大きくなるにつれて、固有振動の数が増

えてくる。

a＝bニ7cmの固有振動

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