第3章では波動について学んでいきます。例えば、ロープの一端を手で持って振動させると、その振動がロープ上に伝わりますね。振動が、ある物質によって伝わる現象が 波 です。ここで波を伝えるためにはロープという物質が必要です。このような波を伝える物質のことを 媒質 といいます。例えば音という波を伝えるとしたら空気が媒質で、水面を波が伝わるとしたら水が媒質です。

しかし、媒質がなくても伝わる波もあります。それは真空中を伝わることができる波、 光 です。光だけは例外的に媒質がなくても伝わることができるのです。

波の動き、すなわち波動を表すときには、 周期 と 振動数 を用います。

周期 は、 媒質が1回の振動に要する時間 です。要するに、波が上がって、下がって、また元の高さにまで戻るまでの時間ですね。周期は、 T という記号で表され、単位は[s]です。

振動数 は、 1[s]あたりの振動の回数 のことをいいます。振動数は、 f という記号で表され、単位は[Hz]です。[Hz]は ヘルツ と読みますね。

周期Tと振動数fの関係について、下の図を使って解説していきましょう。

図のように、円周上を運動する物体があります。この円運動を横から見ると、次の図のように上下に運動するように見えますね。

この運動において、 周期T は物体が上がって下がって元に戻ってくる、 1往復する時間 になります。 振動数f は 1[s]あたりの往復回数 です。

例えば、この物体が5[s]間で10回振動したとき、
周期 T=5[s]÷10[回]=0.5[s]
振動数 f=10[回]÷5[s]=2[Hz]
であり、 逆数 の関係になっていますね。

振動数fは周期Tの逆数 になることをおさえておきましょう。