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縦波と横波とは?

たてなみとよこなみ

波の振動方向と進行方向が平行なものを縦波、垂直なものを横波といいます。

縦波横波は、波が媒質を伝わるときの振動の向きによる分類です。

縦波(疎密波)では、媒質の各部分が波の進行方向と同じ方向に振動します。その結果、媒質に「密」と「疎」の部分が交互に生じながら波が伝わります。代表例は音波であり、空気・液体固体のいずれも伝わります。地震波P波(Primary wave)も縦波の一種です。

横波では、媒質の振動方向が波の進行方向と垂直です。ロープを横に揺らしたときに生じる波が典型で、山と谷が交互に現れます。光・電波などの電磁波は真空中でも伝わる横波であり、媒質を必要としません。地震波のS波(Secondary wave)も横波で、固体中のみを伝わります。

両者の主な違いをまとめると以下のとおりです。

  • 縦波:音波・P波・超音波。液体・気体・固体すべてを伝わる
  • 横波:光・電波・S波。液体・気体中では基本的に伝わらない(電磁波は例外)
  • 横波は偏光という現象を示すが、縦波は示さない
  • 同じ媒質では一般に縦波の方が伝わる速度が速い

この区別は地震学・音響学・光学など多くの分野で基本となる概念です。

使い方・例文

地震が起きると縦波(P波)が先に到達して「ドン」と突き上げるような揺れを感じ、続いて横波(S波)が来て大きな横揺れをもたらします。また3Dメガネに使われる偏光フィルターは、横波である光の振動方向を制御する仕組みを利用しています。

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