・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。

　壁面のスリット（穴）を通過する際、波が回折する様子を再現したシミュレーションです。

・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。

・回折現象

　回折とは、波が障害物や穴を通過する際、障害物の後ろ側まで回りこむ現象の事を言います。このシミュレーションでは、回折現象を確かめる実験として非常に有名な「スリット回折」を題材としました。中学・高校の教科書などで写真を目にされた方も多いかと思います。

・スリット壁面における反射

　シミュレーションをスタートすると、最初は入射波がスリットへ綺麗に進入しますが、すぐにスリット壁面で反射した波が混入してノイズとなり、波の邪魔をしてしまいます。これは現実に水面で実験を行う際にも厄介になる問題です。この影響を無くしたい場合は、スリットと波源を接しさせる、つまり設定項目において「 slitLocation = 1 」としてください。

・スリット間隔と回折現象

　回折現象は、障害物や穴の大きさが、波の波長と同程度以下になると大きく効いてくると言われます。逆に、波長よりもかなり大きな穴や障害物に対しては、回折現象はあまり起こらず、直進する成分が強くなります。
　このシミュレーションでも、スリット間隔が波長に対して小さいほど、波が綺麗な半円形を描いて回り込みます。逆に、スリット間隔を大きくすると直進成分が強くなります。

・回折現象と電波通信

　回折現象における上述のような性質は、電波を用いた通信・放送などに影響を及ぼします。
　例えば、AMラジオが非常にシンプルな仕組みの通信であるにも関わらず、大抵の場所で聞く事ができるのは、波長の長さによる所が大きいでしょう。AMラジオの波長は通信用電波の中ではかなり波長が長く、回折現象により電波が障害物の影までよく回り込むため、大抵どこでも聞くことができるのです。
　しかし、より多くの情報を電波に乗せて送るためには、一般に波長を情報量に応じて短くしてやる必要があります。そうすると回折現象の効果が弱まり、障害物の影まで回りこむ電波強度が減少してしまいます。そのため、多くの情報量をやり取りする短波長の通信では、通信技術を改良したりアンテナを増やすなどの工夫をする必要があるのです。

・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。

・スリット壁の処理

　スリット壁の表面における振動格子を自由端境界にしています。自由端境界における変位は、境界と反対側に隣接する振動格子の変位と強制的に一致させます。

・波源の処理

　領域端の一辺を、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。

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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