第13章波とその性質Waves and Their Properties原書 p.405–430

13.1 Types of Waves 1Do sound waves push water from one place to another? Explain.

13.1 波の種類 1音波は水をある場所から別の場所へ押しやるか。説明せよ。

2With reference to waves, what is a trough?a. the lowermost position of a waveb. the uppermost position of a wave

2波について言うとき、谷とは何か。a. 波のいちばん低い位置b. 波のいちばん高い位置

3Which of the examples is closest to being purely a longitudinal wave?

3純粋な縦波に最も近い例はどれか。

4What does the speed of a mechanical wave depend on?

4力学的な波の速さは何によって決まるか。

13.2 Wave Properties: Speed, Amplitude, Frequency, and Period 5Which characteristic of a transverse wave is measured along the direction of propagation? a. The amplitude of a transverse wave is measured along the direction of propagation.b. The amplitude and the wavelength of a transverse wave are measured along the direction of propagation.c. The wavelength of a transverse wave is measured along the direction of propagation.d. The displacement of the particles of the medium in a transverse wave is measured along the direction of propagation.

13.2 波の性質:速さ、振幅、振動数、周期 5横波のどの特徴が伝わる向きに沿って測られるか。 a. 横波の振幅が伝わる向きに沿って測られる。b. 横波の振幅と波長が伝わる向きに沿って測られる。c. 横波の波長が伝わる向きに沿って測られる。d. 横波における媒質の粒子の変位が伝わる向きに沿って測られる。

6Which kind of seismic waves cannot travel through liquid?

6液体を伝わることができない地震波はどれか。

7What is the period of a wave?a. the time that a wave takes to complete a half cycleb. the time that a wave takes to complete one cyclec. the time that a wave takes to complete two cyclesd. the time that a wave takes to complete four cycles

7波の周期とは何か。a. 波が半周期を終えるのにかかる時間b. 波が一周期を終えるのにかかる時間c. 波が二周期を終えるのにかかる時間d. 波が四周期を終えるのにかかる時間

8When the period of a wave increases, what happens to its frequency?

8波の周期が長くなると、その振動数はどうなるか。

c. Its frequency remains the same.

c. 振動数は変わらない。

9Is this statement true or false? The amplitudes of waves add up only if they are propagating in the same line.

9次の文は正しいか誤りか。振幅は同じ直線に沿って伝わっている場合にのみ足し合わされる。

10Why is sound from a stereo louder in one part of the room and softer in another?

10ステレオからの音が、部屋のある場所では大きく、別の場所では小さいのはなぜか。

11In standing waves on a string, what does the frequency depend on?

11弦の上の定常波で、振動数は何によって決まるか。

12Is the following statement true or false? Refraction is useful in fiber optic cables for transmitting signals.

12次の文は正しいか誤りか。屈折は光ファイバーケーブルで信号を伝えるのに役立っている。

13What is refraction?a. Refraction is the phenomenon in which waves change their path of propagation at the interface of two media with different densities.b. Refraction is the phenomenon in which waves change their path of propagation at the interface of two media with the same density.c. Refraction is the phenomenon in which waves become non-periodic at the boundary of two media with different densities.d. Refraction is the phenomenon in which waves become non-periodic at the boundary of two media with the same density.

13屈折とは何か。a. 屈折とは、密度の違う二つの媒質の境目で波が伝わる進路を変える現象である。b. 屈折とは、密度の同じ二つの媒質の境目で波が伝わる進路を変える現象である。c. 屈折とは、密度の違う二つの媒質の境目で波が周期的でなくなる現象である。d. 屈折とは、密度の同じ二つの媒質の境目で波が周期的でなくなる現象である。

13.1 Types of Waves 14Give an example of a wave that propagates only through a solid.

13.1 波の種類 14固体の中だけを伝わる波の例を挙げよ。

15Can mechanical waves be periodic waves?a. No, mechanical waves cannot be periodic waves.b. Yes, mechanical waves can be periodic.

15力学的な波は周期波になりうるか。a. いいえ。力学的な波は周期波になりえない。b. はい。力学的な波は周期的になりうる。

16In a sound wave, which parameter of the medium varies with every cycle?

16音波では、媒質のどの量が一周期ごとに変わるか。

17What is a transverse wave in an earthquake called?

17地震の横波は何と呼ばれるか。

13.2 Wave Properties: Speed, Amplitude, Frequency, and Period 18If the horizontal distance, that is, the distance in the direction of propagation, between a crest and the adjacent trough of a sine wave is 1 m, what is the wavelength of the wave?

13.2 波の性質:速さ、振幅、振動数、周期 18正弦波の山と隣の谷との水平方向の距離、すなわち伝わる向きの距離が1 mのとき、この波の波長はいくらか。

a. 0.5 m

a. 0.5 m

19How is the distance to the epicenter of an earthquake determined?

19地震の震央までの距離はどうやって求められるか。

20Two identical waves superimpose in pure constructive interference. What is the height of the resultant wave if the amplitude of each of the waves is 1 m?

20まったく同じ二つの波が純粋に強め合う干渉をして重なる。それぞれの波の振幅が1 mのとき、できあがる波の高さはいくらか。

13.3 Wave Interaction: Superposition and Interference 21Two identical waves with an amplitude superimpose in a way that pure constructive interference occurs. What is the amplitude of the resultant wave?

13.3 波の相互作用:重ね合わせと干渉 21振幅のまったく同じ二つの波が、純粋に強め合う干渉が起こるように重なる。できあがる波の振幅はいくらか。

22In which kind of wave is the amplitude at each point constant?

22どの種類の波で、各点の振幅が一定になるか。

23Which property of a medium causes refraction?a. Conductivityb. Opacity

23媒質のどの性質が屈折を起こすか。a. 伝導率b. 不透明さ

24What is added together when two waves superimpose?

24二つの波が重なるとき、足し合わされるのは何か。

13.2 Wave Properties: Speed, Amplitude, Frequency, and Period 25If a seagull sitting in water bobs up and down once every 2 seconds and the distance between two crests of the water wave is 3 m, what is the velocity of the wave?

13.2 波の性質:速さ、振幅、振動数、周期 25水に浮かんだカモメが2秒ごとに一回上下し、水の波の山どうしの距離が3 mのとき、この波の速度はいくらか。

26A boat in the trough of a wave takes 3 seconds to reach the highest point of the wave. The velocity of the wave is 5 m/s. What is its wavelength?

26波の谷にいる船が、波のいちばん高い点に達するまでに3秒かかる。波の速度は5 m/sである。その波長はいくらか。

13.3 Wave Interaction: Superposition and Interference 27. Ocean waves repeatedly crash against beaches and coasts. Their energy can lead to erosion and collapse of land. Scientists and engineers need to study how waves interact with beaches in order to assess threats to coastal communities and construct breakwater systems.In this task, you will construct a wave tank and fill it with water. Simulate a beach by placing sand at one end. Create waves by moving a piece of wood or plastic up and down in the water. Measure or estimate the wavelength, period, frequency, and amplitude of the wave, and observe the effect of the wave on the sand. Produce waves of different amplitudes and frequencies, and record your observations each time. Use mathematical representations to demonstrate the relationships between different wave properties. Change the position of the sand to create a steeper beach and record your observations. Give a qualitative analysis of the effects of the waves on the beach. What kind of wave causes the most damage? At what height, wavelength, and frequency do waves break? How does the steepness of the beach affect the waves?

13.3 波の相互作用:重ね合わせと干渉 27. 海の波は繰り返し浜や海岸に打ち寄せる。そのエネルギーは侵食や土地の崩壊を招きうる。科学者と技術者は、沿岸の共同体への脅威を評価し、防波の仕組みを作るために、波が浜とどう作用し合うかを調べる必要がある。この課題では、波の水槽を作り、水を入れる。片方の端に砂を置いて浜を模す。木かプラスチックの板を水の中で上下させて波を作る。波の波長・周期・振動数・振幅を測るか見積もり、波が砂に及ぼす効果を観察する。振幅と振動数の違う波を作り、そのつど観察を記録する。数式による表し方を使って波のいろいろな性質どうしの関係を示す。砂の位置を変えてより急な浜を作り、観察を記録する。波が浜に及ぼす効果を定性的に分析せよ。どんな波が最も大きな被害をもたらすか。どんな高さ・波長・振動数で波は砕けるか。浜の急さは波にどう影響するか。