波の屈折に関する記事
波の特性の一つに屈折があります。屈折とは、ある媒質を伝わった波が別の媒質に入るときに起こる現象です。例えば、音波が最初に空気中を伝わり、壁にぶつかると、一部の音波は壁で反射され、一部は屈折します。屈折とは、音波が壁で吸収または透過されるものの、伝搬方向が変化することを意味します。伝搬方向の変化は、音波が前の媒質とは異なる媒質に入るときに速度が変化するために起こります。
機械波の定義式と種類
機械波の定義式と種類に関する記事
機械波の定義
ロープの一端を持って上下に振動させると、ロープに沿って伝わる波が現れます。また、水に石を落とすと、水面に波ができます。ロープと水は上下に振動するだけで、水平方向には動きません。ロープの波と水の波は、機械波の例です。
機械波とは、媒質中を伝わる波のことです。機械波の例としては、ロープや弦の波、水中の波、空気中を伝わる音波、土壌中を伝わる地震波などがあります。波は、波が振動する媒質が平衡点付近にある限り、長距離を伝わることができます。
波の反射
反省の定義と日常生活における例
波の特徴の一つは反射することです。海水波は海中で伝播しますが、岩に当たると波の向きが反転します。同様に、水槽内の水波も壁に当たると、来た方向に向かって反転します。
音波が反射する例としては、反響と残響があります。反響は、音源がまだ音を出しているときに音が反射される現象です。通常、反響は密閉された空間で発生します。一方、残響は、音源が音を出さなくなった後に音が反射される現象です。反響は通常屋外で発生し、邪魔になりませんが、残響は、例えば、誰かが閉め切った部屋で話しているときに、壁に声が反射して声が不明瞭になるため、しばしば不快です。これを克服するために、講堂や音楽スタジオなどの密閉された空間の壁には、音が反射しないように音を伝達する空気振動ダンパーが設置されていることがよくあります。
電流、電荷、磁場、磁力
電流、電荷、磁場、磁力に関する記事
1819年、デンマークの科学者ハンス・クリスチャン・エルステッド（1777-1851）は、磁気と電流、あるいは電荷の移動との関係を発見した。彼は、方位磁針が活線に近づくと、針が偏向することを発見した。電流が流れていないときは、針は北を指す。
方位磁針の針は磁石なので、磁力によって動かすことができます。では、磁力（F）はどこから来るのでしょうか？方位磁針の針の近くには電流が流れる導線があるので、磁力はその電流によって生じるはずです。
誘電
誘電体とは、コンデンサの導体を構成する2枚の板またはシートを隔てる絶縁体です。絶縁体とは、電流を通さない物質であり、例えばプラスチック、ガラス、紙、木材などが挙げられます。誘電体の役割は、静電容量を増加させ、コンデンサがより多くの電荷と電気ポテンシャルエネルギーを蓄えられるようにすることです。
コンデンサは、導体板同士が接触せず、電荷が一方の導体から他方の導体へ移動しない状態であれば機能します。同様に、電荷が導体から空気へ移動しないように、2つの導体間の空間は真空でなければなりません。平行平板コンデンサに関するトピックでは、真空で隔てられた平行平板コンデンサの静電容量について説明しました。真空中のコンデンサの静電容量には限界があるため、静電容量を大きくするには、2つの平板の間に誘電体を配置します。
電気エネルギーはコンデンサに蓄えられる。
コンデンサに蓄えられる電気エネルギーに関する記事
コンデンサは2枚の導体板で構成され、2枚の導体板の間には誘電体があります。最初は、2枚の導体は電気的に中性です。コンデンサが機能するためには、導体の各板またはシートが帯電している必要があり、各導体の電荷量は等しく、種類が異なります。帯電した導体の1つがQ = +10クーロン、もう1つがQ = -10 クーロンであるとします。両方の導体に同じ大きさで反対種類の電荷が存在することで、2枚の導体板の間に電場が発生し、電場の方向は正電荷から負電荷に向かいます。さらに、2つの導体の間には電位差も存在し、正に帯電した導体は電位が高く、負に帯電した導体は電位が低くなります。
研究する前に コンデンサの静電容量
コンデンサの静電容量の定義
小さなグラスには少量の水しか入りませんが、大きなグラスにはより多くの水が入ります。グラスの容量が大きいほど、より多くの水を入れることができます。つまり、それぞれのグラスには、水を入れることができる容量、つまり大きさがあります。ガラスと同様に、コンデンサも電荷と電気ポテンシャルエネルギーを蓄えることができます。コンデンサが電荷と電気ポテンシャルエネルギーを蓄える能力を静電容量と呼びます。
静電容量に影響を与える要因
グラスが水をどれだけ入れられるかは、グラスの体積によって決まります。では、コンデンサの場合はどうでしょうか？コンデンサが蓄えられる電荷の大きさは、何によって決まるのでしょうか？
ベクトルの追加
ベクトルの加算に関する記事
1. ベクトルとスカラーの量
物理量は、基本量と派生量に加えて、スカラー量とベクトル量の2種類に分類できます。質量、距離、時間、体積などはスカラー量であり、大きさのみを持ち、方向を持ちません。一方、変位、速度、加速度、力などはベクトル量であり、大きさと方向の両方を持ちます。
a.スカラー量とベクトル量の違い
ボールの質量が 400 グラムだと言えば、この記述だけでボールの質量がわかります。ボールの質量を求めるのに方向は必要ありません。時間、温度、体積、密度なども同様です。大きさだけで表現できない物理量がいくつかあります。子供が 100 メートルも移動したと言っても、この記述だけでは不十分です。どこに移動したのか、北、南、東、西のどれか、と尋ねるかもしれません。同様に、テーブルを 200 N の力で押したと言っても、