周波数による共鳴しやすさの変化

バネの付いたおもりは、外からの波に反応して振動しますが、波の周波数によって反応の強さが違います。装置の設定で共鳴具合がどう変わるかを図示するプログラムを書きました。

共鳴による振動の幅

質量：
バネの強さ：
空気抵抗：

操作方法

質量：おもりの質量を設定します。軽い←　→重い

バネの強さ：バネの強さを設定します。弱い←　→強い

空気抵抗：空気抵抗の強さを設定します。真空←　→強い空気抵抗

解説

このプログラムは、バネの付いたおもりが共鳴する様子をグラフに描きます。そのような装置は外部からやってくる波の周波数によって共鳴具合が変わります。装置の固有振動数（青い縦線）に合った波がやってきたらおもりが強く振動しますが、そうでないならあまり動きません（だから、音でグラスを割ろうとしても、きちんと振動数が合ってないと失敗します）。

グラフに描かれているのは、どの周波数のときにどの程度おもりが揺れ動くかというものです。縦軸がおもりの振動の強さで、横軸が外部からやってくる波の周波数です。横軸がある特定の位置のときに、縦がもっとも大きいピークが描かれますが、それが強く共鳴している周波数を表しているのです。

質量やバネの強さ、空気抵抗を操作すると、ラジオの周波数合わせのように、もっとも共鳴する周波数を調節することができます。じっさい、ラジオの中にもおもりやバネ、空気抵抗のような性質を持つ部品が入っており、コイルとかキャパシタ（コンデンサ）とか抵抗という名前で呼ばれています。