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ドキュメント内 二層流体の界面における波動 (ページ 64-68)

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図5−16

(灯油一グリセリン25%の6,05Hzにおける内部波の波形とフーリエ スペクトル図)

第6章 結論

1 固有振動と連成振動

 長さが異なる2つの連結した水そうに生じる連成振動において、振動片から水 そうの両端までの距離の比が同じ場合は振動数に対する波高のピーク値のパター

ンが同じである。この固有振動の発生パターンは、定在波の理論値とよく一致し

ている。

 水そう両端までの距離の比が1.7以上の場合、aとb(a<b)の長い方の 基本振動(固有振動モードn=1)からおよそ0.2Hzずれたところで波高が高

くなる傾向がある。

 両側の水そうの固有振動が一致する場合は波高値が高くなる。特に2倍振動は 高くなる傾向がある。

2 密度の異なる2液体の界面における波動現象

 界面の波動現象について波長と振動数の分散関係を実験的に求めた。分散関係 の理論式と実験値がよく一致することがわかった。特に以下の点が解明できた。

(1)κによる波長変化

振動数の小さい範囲ではんの影響を強く受ける。振動数が大きくなるにつれて κの影響を受けなくなり、波長は漸近的にκによらない一定値に近づく。

(2)表面張力による波長変化

 振動数の全領域において波長は表面張力の影響を受ける。振動数:が大きいほど 影響が大きい。

(3)水深による波長変化

 上層の深さによって波長は変化しない。このことは、界面にたつ波の波長が圧 力によらないという理論の結果と一致する。また、下層の深さ1.5〜4.5cm の範囲では、波長は下層の深さの影響を受けないことがわかった。

(4)内部波の減衰

 波長が短くなるにしたがって減衰が早い。

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謝辞

 本研究にあたり、適切なご指導とご助言を下さいました佐藤 光先生に心から お礼申し上げます。先生から学び得たことは数々あります。人間性、自然科学に 対する見方や考え方など枚挙に逞がないほどです。今後の教育活動の財産として 児童生徒にとって有益になる方法で使っていきたいと思います。

 廣瀬正美先生はじめ、白木原康雄先生、庭瀬敬右先生からは有益なご助言と心 温まる励ましをいただきました。深く感謝致します。

 物理教室の諸兄には研究をはじめとしていろいろな面でご援助をいただきまし た。深く感謝致します。

 今回の研修の機会を与えていただいた沖縄県教育委員会、国頭教育事務所、名 護市教育委員会、国頭理科研究会の方々と勤務校の名護市立羽地小学校の職員の 皆様に深く感謝致します。

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