横波(よこなみ)と縦波(たてなみ)

媒質(ばいしつ)の各(かく)点(てん)が振動(しんどう)する向(む)きと、波(なみ)が進(すす)む向(む)きの関係(かんけい)で、波(なみ)を2種類(しゅるい)に分(わ)ける。振動(しんどう)方向(ほうこう)が進(すす)む向(む)きに垂直(すいちょく)な波(なみ)を横波(よこなみ)という。ロープの端(はじ)を上下(じょうげ)に振(ふ)ってできる波(なみ)、弦(げん)の振動(しんどう)、光(ひかり)などがその例(れい)である。

振動(しんどう)方向(ほうこう)が進(すす)む向(む)きと同(おな)じ（平行(へいこう)）な波(なみ)を縦波(たてなみ)という。音波(おんぱ)や、ばねを押(お)し縮(ちぢ)めて伝(つた)わる波(なみ)がその例(れい)である。縦波(たてなみ)では、媒質(ばいしつ)が集(あつ)まって濃(こ)くなる部分(ぶぶん)を密(みつ)、まばらになる部分(ぶぶん)を疎(そ)とよび、密(みつ)と疎(そ)が交互(こうご)に伝(つた)わっていく。

密(みつ)から次(つぎ)の密(みつ)まで（または疎(そ)から次(つぎ)の疎(そ)まで）の距離(きょり)は、波長(はちょう)（新しいタブで開きます）$\lambda$に等(ひと)しい。密(みつ)と、その隣(となり)の疎(そ)との距離(きょり)は、波長(はちょう)の半分(はんぶん)$\lambda/2$である。

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例題(れいだい)1：波長(はちょう)80cmの縦波(たてなみ)で、密(みつ)から次(つぎ)の疎(そ)までの距離(きょり)は何(なん)cmか。密(みつ)と疎(そ)は半(はん)波長(はちょう)ごとに並(なら)ぶので、$80\div2=$40cm。

例題(れいだい)2：音(おと)・ばねを伝(つた)わる圧縮(あっしゅく)の波(なみ)・地震(じしん)のP波(ぴーは)（新しいタブで開きます）・光(ひかり)・弦(げん)の振動(しんどう)のうち、縦波(たてなみ)はどれか。音(おと)とP波(ぴーは)（地震(じしん)の縦波(たてなみ)）、ばねの圧縮(あっしゅく)の波(なみ)が縦波(たてなみ)で、光(ひかり)と弦(げん)の振動(しんどう)は横波(よこなみ)である。

例題(れいだい)3：振動数(しんどうすう)3.0Hz、波長(はちょう)1.2mで伝(つた)わる縦波(たてなみ)の速(はや)さは何(なん)m/sか。$v=f\lambda=3.0\times1.2=$3.6m/s。横波(よこなみ)と同(おな)じ$v=f\lambda$の関係(かんけい)が使(つか)える。

縦波(たてなみ)は、変位(へんい)の向(む)きが波(なみ)の進(すす)む向(む)きと同(おな)じなので、媒質(ばいしつ)の動(うご)きをそのまま図(ず)に描(えが)くと、波長(はちょう)や振幅(しんぷく)が重(かさ)なって読(よ)み取(と)りにくい。

そこで、各(かく)点(てん)の変位(へんい)を、進(すす)む向(む)きに垂直(すいちょく)な方向(ほうこう)へ便宜(べんぎ)的(てき)に描(えが)き直(なお)す。進(すす)む向(む)きに動(うご)いた点(てん)は上側(うわがわ)、逆(ぎゃく)に動(うご)いた点(てん)は下側(したがわ)に描(えが)くという決(き)まりにすると、横波(よこなみ)と同(おな)じ形(かたち)のグラフになり、波長(はちょう)・振幅(しんぷく)が一目(いちもく)で読(よ)める。

ただし、縦波(たてなみ)の横波表示(よこなみひょうじ)はあくまで変位(へんい)の大(おお)きさと向(む)きを表(あらわ)す描(えが)き方(かた)であり、実際(じっさい)に媒質(ばいしつ)が上下(じょうげ)に動(うご)いているわけではないことに注意(ちゅうい)する。

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