波動シミュレーション

プリセット

波動方程式とは

波動現象は、時間と空間の偏微分方程式で記述されます。最も基本的な形は次の通りです：

ここで、u は波の変位（高さなど）、c は波の伝播速度、 t は時間、x, y は空間座標を表します。 このシミュレーションでは、この方程式の解となる正弦波を複数の波源から発生させ、それらを重ね合わせることで干渉パターンを視覚化しています。

操作方法

• キャンバス上をクリック：新しい波源を配置 (最大10個まで)
• スライダー：波長、振幅、減衰率を調整
• 表示モード：波の視覚的表現を切り替え
• プリセットボタン：定義済みの波源配置を読み込み

波の干渉について

• 建設的干渉：波の山と山、谷と谷が重なり合い、振幅が大きくなる現象。明るい部分や暗い部分として現れます。
• 破壊的干渉：波の山と谷が重なり合い、互いに打ち消し合って振幅が小さくなる現象。中間色の部分として現れます。
• 定常波：同じ周波数と振幅を持つ波が互いに逆向きに進んで重なるときに形成される、空間的に固定された振動パターン。節（全く振動しない点）と腹（大きく振動する点）が特徴です。
• 回折：波が障害物の背後に回り込む現象。このシミュレーションでは、簡易的に波源の配置で表現しています。
• うなり：わずかに周波数の異なる二つの波が干渉すると、周期的に振幅が大きくなったり小さくなったりする現象。