雑学

簡単でわかりやすい!横波と縦波の違いとは?特徴と媒体・応用分野も雑学好きライターが詳しく解説

今回のテーマは横波と縦波の違いについてです。「波」というと海や川の水面の波を思い浮かべるかも知れないが、ここで説明するのはそうした具体的な波を発生させる振動のことです。
水面の波も、ロープを振ってできる波も、電磁「波」も、全て横波か縦波によって形を成している。目に見えないものを科学的に説明することになるから内容が専門的になるが、雑学好きライター・ねぼけねこと一緒に解説していきます。

ライター/ねぼけねこ

法学部出身。某大組織での文書作成・広報部門での業務に10年以上従事し、IT・プログラミング分野の歴史にも詳しい。

横波と縦波の違いをざっくり解説

まず最初に、横波と縦波の違いについてざっくり説明しましょう。横波と縦波は、波の進行方向に対して振動する方向が異なるという特徴を持つ波で、横波は直角に、縦波は前後に振動します。詳しくは以下で見ていきましょう

横波:波の進行方向に対して直角に振動する波

横波とは、波の進行方向に対して直角に振動する波のことです。具体的には、ロープや弦を振るとできる波や、光や電磁波などが横波の例として挙げられるでしょう。このような横波は、山と谷が交互に現れるような形をしています。

この形はグラフに表しやすいので、波の高さや周期などを測定するのに便利です。また水面の波や地震のS波などでも見られます。水面の波は、水面が上下に動くことでできるからです。

地震のS波も地面が上下や左右に動くことでできる横波の一種で、物質が固定されている場合や弾性的な場合に発生しやすいと言えるでしょう。一方、液体や気体では発生しにくく、例えば液体や気体でも伝わる「音」は横波ではありません。

縦波:波の進行方向に対して前後に振動する波

image by iStockphoto

縦波とは、波の進行方向に対して前後に振動する波のことです。具体的には、音や地震のP波などが挙げられます。縦波は、物質が集まったり離れたりすることを指す「密」と「疎」が交互に現れる形をしており、グラフに表しにくいことから横方向に変換して表すことも少なくありません。

音が空気中を伝わるのが縦波で、また地震のP波や、弾性体の中を伝わる波などもそうです。地震のP波は、地面が前後に動くことでできますし、弾性体の中の波は、弾性体の分子が前後に動くことでできるでしょう。

つまり縦波は横波と異なり、液体や気体でも発生しやすいと言えます。一方で固体ではやや発生しにくく、これは物質が前後に動くことが難しいのが原因です。

横波と縦波はどんな媒体で伝わる?

ここまでで、横波と縦波の違いをざっくり解説しました。次に、横波と縦波がどんな媒体で伝わるか見ていきましょう。横波は固体でしか伝わりませんが縦波は固体・液体・気体で伝わるという特徴があり、これは、媒体の粒子が移動する自由度や弾性力によって決まります。

\次のページで「横波:固体でしか伝わらない」を解説!/

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