高1 ／ 物理基礎 ／ pb-08

更新 2026-09-12

波の性質（波長・振動数・重ね合わせ・定常波）

この単元でできるようになること

• 波の基本量（振幅 A・波長 λ・周期 T・振動数 f・速さ v）と関係式 v ＝ fλ、f ＝ 1/T を使える
• 横波と縦波（疎密波）の違い、媒質は移動せず振動だけが伝わることを説明できる
• 波形のグラフ（y–x グラフ・y–t グラフ）から波長・周期・進行方向を読める
• 重ね合わせの原理と定常波（腹・節、節の間隔 ＝ λ/2）を扱える
• 反射（自由端・固定端）、屈折・回折・干渉の名前と現象を言える

入試での位置づけ

波は「v ＝ fλ」と「グラフの読み取り」が中心。共通テストでは y–x グラフ（ある時刻の波形）と y–t グラフ（ある点の振動）を取り違えないこと、定常波の節の間隔が λ/2 であることが繰り返し問われます。音（pb-09）はこの単元の応用なので、ここで基本量をしっかり押さえます。

1. 波の基本量

まずここだけ

f ＝ 1/T、v ＝ fλ ＝ λ/T（1 周期の間に 1 波長進む）

波長 2.0 m、振動数 5.0 Hz：v ＝ 10 m/s、周期 0.20 s 速さ 340 m/s、振動数 170 Hz の音：λ ＝ 340/170 ＝ 2.0 m

波の速さは媒質で決まる（振動数を変えると波長が変わり、速さは変わらない）。

2. 横波と縦波

まずここだけ

媒質は移動しない：波が伝えるのは振動（エネルギー）で、媒質の各点はその場で往復するだけ。

縦波のグラフは、変位を横波のように「進行方向を y 軸に回して」描く。密の位置：変位が正から負に変わる点（変位が 0 で、左が正・右が負）。

3. 波のグラフ ── 2 種類を区別する

ここまでできれば十分

進行方向と媒質の動き：y–x グラフを進行方向に少しずらして、各点が次に上がるか下がるかを見る。

右に進む波で、山の右側の斜面（下り）にある点：次の瞬間に波形が右にずれると、その点は上へ動く

4. 重ね合わせと定常波

まずここだけ

重ね合わせの原理：2 つの波が重なると、変位はそれぞれの変位の和。通り過ぎたあとは元の形に戻る（独立性）。

定常波：同じ振幅・波長の波が逆向きに進んで重なると、進まない波ができる。

波長 0.80 m の定常波：節の間隔 0.40 m 節が 0.30 m おきにできている → 元の波の波長 0.60 m

5. 反射・屈折・回折・干渉

ここまでできれば十分

反射の作図：自由端 → 端を軸に折り返す。固定端 → 端を軸に折り返してさらに上下反転。

6. よくある間違い

• y–x グラフから周期を読もうとする（周期は y–t グラフ）
• 定常波の節の間隔を λ とする（λ/2）
• 「振動数を上げると波の速さが上がる」（速さは媒質で決まる、波長が短くなる）
• 縦波の密の位置を「変位が最大の点」とする（変位 0 で正 → 負に変わる点）
• 固定端反射で位相が変わらないとする（上下反転）
• 媒質が波とともに移動すると思う

7. 自己チェック

1. v ＝ fλ、f ＝ 1/T を書けるか
2. 横波・縦波の振動の向きと例を言えるか
3. y–x で波長、y–t で周期、と区別できるか
4. 定常波の節の間隔 λ/2 を言えるか
5. 自由端は腹・固定端は節、と言えるか

8. 小テストへ

→ 小テスト（pb-08）

関連する単元

• 前提：s1-01 光（中学）、s1-09 地震波（中学）
• 次に進む：pb-09 音（弦・気柱の定常波）
• ここで使う考え方が出てくる：eb-02 地震波

参考資料

• 文部科学省『高等学校学習指導要領（平成30年告示）解説 理科編 理数編』── 「物理基礎」(2) ア 波

受験のしらべ ／ https://juken-shirabe.com/daigaku/science/pb-08/ ／ 更新 2026-09-12

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