・ダウンロード版プログラムは大画面でご利用いただけます。 ・プログラムの起動には最新のRINEARN-Xランタイムが必要です。 ・開発者はこのプログラムに関する一切の責任を負担しません。

　質量密度や屈折率が異なる媒質へ、波が斜めに入射する際、境界面で波が屈折する様子を再現したシミュレーションです。赤色の媒質が、青色の媒質よりも高密度になっています。

・視点操作
　3Dディスプレイ画面ではマウス操作により、左ドラッグで視点の回転、右ドラッグで視点の平行移動、ホイールスクロールで拡大・縮小ができます。

・アニメーションのスタート/ストップ/時刻指定
　画面左下のボタンを一回押すと、アニメーションがスタートします。もう一度押すとストップします。

・シミュレーション設定
　画面右の入力ウィンドウで、シミュレーションの設定を行う事ができます。設定を行うには、設定項目の値を書き換えて「RELOAD」ボタンを押してください。

・媒質の密度と波の速さ

　媒質の変位が伝播するタイプの波では、媒質の質量密度が軽いほど、波が伝わる速さ（伝播速度）が速くなります。詳しくは 異なる媒質への入射波 のシミュレーション をご参照ください。

・屈折の原理
　まっすぐな山脈状の波が、媒質の境界へ斜めに入射する場合を考えてみましょう。この場合、波の片方の端が、最も先に境界を跨ぎます。そして、真ん中周辺の部分が次々と境界を通過していき、最後に他方の端が境界を跨ぎます。
　一般に、異なる媒質波では波の伝播速度も異なります。ここでは、波の速さが境界を跨いだ瞬間に遅くなるとしましょう。そうすると、波が境界を跨いている最中では、波の両端で一時的に速さが異なる状態となります。こういった状態では、速い部分が遅い部分を回りこもうとする効果が生じます （ 例えば、あなたと誰かが手を繋いで歩いている際に、相手が急に立ち止まったらどうなるでしょう ）。ゆえに、波の進行方向が変わってしまうのです。

・身近な屈折
　波の屈折現象は、日常の至る所で経験する事ができます。例えば、湯船に浸かった状態で、手のひらを湯船の壁に当てて上から見下ろすと、指が空中よりも短く見えます。これは手のひらからの光が水面で屈折して目に届くためです。
　蜃気楼なども、地表と上空の空気の温度差により、光の伝播速度に差が生じて屈折する事に起因します。夜になると遠くの音が良く聞こえるのも蜃気楼と似た原理で、こちらは音が屈折するためと言われています。

・レンズへの応用
　レンズは、光の屈折を応用したものです。このシミュレーションでは境界面が直線でしたが、これを曲線（曲面）にする事で、波の屈折方向を場所によって変化させるようにしたものがレンズです。レンズにより、まっすぐな波を一点に集めたり、逆に拡散させる事ができます。その様子を表現したシミュレーションも用意してありますので、下記をご参照ください。
　>>凸レンズの シミュレーション
　>>凹レンズの シミュレーション

・モデル/物理演算

　波動のシミュレーションと同じモデル/物理演算を用いています。

・密度

　振動格子点の質量を、赤い領域と青い領域で異なる値に設定しています。

・波源の処理

　境界の一辺を、スタート後に半周期の時間だけ、時刻に関する正弦関数 sin( t ) で強制的に振動させています。

---

▼ スポンサード リンク

波の屈折

凸レンズ

凹レンズ

異なる媒質への入射波

スリットによる波動の回折

スリットによる波動の回折

円形波紋の干渉

波の屈折

凸レンズの原理

凹レンズの原理

波動

異なる媒質への入射波