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2008年6月26日 (木)

雨の日に Part1

0622ame1_1_2  6月22日(日)東京は雨でした。

ベランダから外を眺めていたら、鉢植えに水をやる皿に雨水がいっぱいにたまり、雨のしずくが水面を叩いていました。波紋が生まれては消え、消えては生まれていました。

物理教師としては、その波紋を見ていると、波の重ね合わせ、波の干渉のことが思い出され、いい写真は撮れないものかな、と思ってしまいました。退職してずいぶんになるのに、いまだに「教師眼」が抜けません。何かを見ると、「コレは教材になるっ!」などと思ってしまうのですね。

さて、上の写真を見てください。3か所で波が発生し、あちこちで波の重ね合わせが観察されます。干渉縞まではいきませんが、波の授業の最初の「つかみ」には使えそうです。

波の他にもうひとつ、別のパートで議論しようと思いますが、写真左の方白い矢印の指すところに水滴が写っています。これが空中を飛んでいるのか、水面を転がっているのかが面白い話になると思います。

◆さて、写真右の方の黄色い矢印の下の辺りに、モコモコと波の重なり合いが見えます。

波の「重ね合わせの原理」をくずしていうと、「重なり合った波の振れは、元の波の振れの足し算になる」ということです。(理想的な場合です。水の波ですと振れが大きいとずれが大きくなりますし、さらに海の波などというスケールになると、「おおよそ足し算だ」というくらいでしょう。)

波の山と山の出会ったその場所では、山の高さがほぼ2倍になり、谷と谷が出会ったその場所では、谷の深さがほぼ2倍になります。

そんなつもりでもう一回写真を見てください。

0622ame1_2 0622ame1_3 この写真では、干渉縞に近いものが見えているのですが、静止画像では縞模様には見えないでしょう。

でも、生徒に干渉縞が生じる原理を作図させるときに、こんな写真を見せてイメージ形成するのも悪くはないかな、などと思いました。

一方からやってくる波の山に、他方からの波の谷が重なって、節ができる様子などもよく見えています。

◆私の意識は、このように、高校物理の授業をイメージして写真を撮っていたのですが、翌6月23日、千葉沖で漁船の転覆事故が発生しました。その事故を報じる記事の一部を引用します。

千葉沖で漁船転覆、4人死亡13人不明 救助は3人(朝日新聞 2008年6月23日23時11分)
・・・。海保によると、船に横からの大きな力が加わった原因として、強風などで様々な方向からの波がぶつかりあい、鋭くせり立つ「三角波」が発生した可能性がある。・・・

◆「三角波」という言葉が出てきました。これは、ベランダで観察した波の重ね合わせが、海で起こったもののようです。

最初の写真の黄色矢印の辺りをイメージしてください。

個々の波は、風に吹かれて進行してきます。やってきては通り過ぎていきます。

ところが、三角波は、三角の形をして遠くからやってきて通り過ぎていくという波ではないのです。

異なる方向から進行してきた波の山と山が、漁船の辺りで重なりって、その場所に突然、波高の高い波が生まれて、船を突き上げるのです。

多分次の瞬間には谷と谷が重なって、通常より深い谷が、そのばに生じて、船が「落ちる」のでしょう。

避けようにも避けられないのではないでしょうか。今いるその場所が突然盛り上がって船を突き上げるのですから。

◆そんな事をこの小さな写真の中から想像しました。私は海の専門家ではありませんが、物理的な原理をたどれば、この想像は大筋では間違っていないと思います。

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