記事 波面 光線 光線
波面の定義
水たまりに石を投げ入れると、円の中心から円形の水波が広がります。この水波には、波の山と谷があります。円の中心から離れて広がる波の山や谷を波面と呼ぶことができます。
隣接する2つの波面とは、同じ位相を持ち、波長1つ分だけ離れた波の2つの部分のことです。同じ位相を持ち、1つ以上の波長分だけ離れた波の山または谷を波面と呼びます。水波に加えて、音波や光波にも波面があります。平面または平面内でのみ伝わる水波とは対照的に、音波や光波は空間を伝わります。
ポアズイユの式
ポアズイユ方程式に関する記事
ポアズイユの法則は、ジャン・ルイ・マリー・ポアズイユ（1799-1869）によって発見されました。説明されているように、すべての流体は理想流体とみなすことができます。理想流体には粘性がありません。理想流体がパイプ内を流れると仮定すると、流体の各部分は同じ速度（v）で移動します。理想流体とは異なり、日常生活で遭遇する実際の流体には粘性があります。粘性があるため、たとえばパイプ内を流れる場合、流体の各部分の速度は異なります。中央の流体層はより速く移動し（深いv）、逆に、パイプに付着した流体層は移動しません（v = 0）。したがって、パイプの中央から端まで、流体の各部分は異なる速度で移動します。理解を容易にするために、下の図を参照してください。
液体と気体の両方の流体は、種類によって粘度が異なります。粘度とは、流体を構成する分子間の摩擦力のことです。つまり、流体が流れる際に、流体を構成する分子同士が摩擦を起こすのです。液体の場合、粘度は凝集力（類似の分子間の引力）によって生じます。一方、気体の場合、粘度は分子間の衝突によって生じます。
液体は流れやすく、例えば水がそうです。逆に、粘度の高い液体は流れにくく、例えば潤滑油がそうです。傾斜面に水と潤滑油を注いでみると、水の方が油よりも速く流れることが分かります。液体の粘度は温度にも左右されます。液体の温度が高いほど、粘度は低くなります。例えば、母親が台所で魚を揚げるとき、最初は粘度が高い食用油は加熱するとより液体状になります。逆に、気体の場合、温度が高いほど粘度が高くなります。
表面張力
シャボン玉で遊んだことありますか？シャボン玉は丸いですよね。面白いですよね。息を吹き込むことができます。飛んだ後、シャボン玉は割れます。わあ、楽しいですね、子供の頃の遊びです。なぜシャボン玉は丸いのでしょうか？
朝起きたら、家の周りの葉っぱに目を向けてみてください。葉っぱについた露のしずくをよく観察してみましょう。不思議ですね。露のしずくは丸い形をしています。どうしてそうなっているのでしょう？
表面張力は、液体の表面が薄い膜のように見えるように引き締まろうとする性質によって生じます。これは、水分子間の凝集力によって影響を受けます。この説明をよりよく理解するために、次の図を考えてみましょう。容器の中の液体を見てみましょう。
アルキメデスの原理
アルキメデスの原理に関する記事
質量が非常に大きい船は沈まないのに、小さな石は沈む。なぜだろうか？浮力の概念とアルキメデスの原理を理解すれば、その答えは簡単だ。
日常生活では、岩石などの物体を液体の中に入れると、液体の中に入っていないときよりも重さが軽くなることがわかっています。地面から石を持ち上げるのは難しいかもしれませんが、同じ石でも海水底から簡単に持ち上げることができます。これは浮力によるものです。浮力は、深さによって流体の圧力が異なるために生じます。流体の圧力は深さとともに増加し、流体が濃いほど圧力は高くなります。物体を液体の中に入れると、物体の上部の流体と下部の流体の間に圧力差が生じます。物体の下部の流体は、上部の流体よりも圧力が高くなります。
ベルヌーイの原理とベルヌーイ方程式の応用
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トリチェリの定理
ベルヌーイの式の用途の一つは、容器の底から液体が流れ出る速度を計算することである（図を参照）。
ベルヌーイの式を点1（容器の表面）と点2（穴の表面）に適用します。容器底部の穴の直径は容器の直径よりもはるかに小さいため、容器表面上の液体の速度はゼロとみなされます（v 1 = 0）。容器の表面と穴の表面は開いているため、圧力は大気圧と等しくなります（P 1 = P 2 ）。したがって、この場合のベルヌーイの式は次のようになります。