池に石を投げるとできる水の輪って何ていうの？波紋であってる？

2023年7月9日2023年7月11日

池に石を投げてできる輪っか。

雨で水たまりにできる輪っか。

プールの水しぶきでできる輪っか。

この輪っかはすべて同じものです。

一体この輪っかはなんというもので、どのようなメカニズムで出来上がっているのでしょうか？

池に石を投げるとできる水の輪の名前は？

池に石を投げたらできる水の輪の名称

誰しもが見たことがある、池に石を投げたらできる水の輪。

この名称は

「波紋」といいます。

波紋（はもん）

水面に物の落ちたときなどに、いく重にも輪を描いて広がる波の模様。
https://www.weblio.jp/content/%E6%B3%A2%E7%B4%8B

「波紋」と「水輪」の違い

「波紋」と似たような言葉で、「水輪」という言葉もあります。

水輪（すいりん）

水面にできる、円形の波紋。
https://kotobank.jp/word/%E6%B0%B4%E8%BC%AA-540328

一見「波紋」と同じな気もしますが、少しだけ違いがあるようで・・

「波紋」は、「水面に物の落ちたときなどに、いく重にも輪を描いて広がる波の模様」つまり、

波の模様がどんな形状だったとしてもいいわけです。

それに対し水輪は「水面にできる、円形の波紋。」

そう、お気づきかと思いますが、

水輪は、「円形の波紋」のときしか使えないのです。

ですので、

池に石を投げた時にできる水の輪が
円形だったときは「波紋」または「水輪」
円形ではない場合は「波紋」

と言えるかと思われます。

「波紋」はいつでも使えるので、とっても便利ですね！

「波紋」のメカニズム

「波紋」の正体は？

「波紋」の正体は水の波です。

この水の波のことを「水面波（すいめんは）」といいます。

または「深水波」、「重力波」とも言うようです。

重力波とは、
深水波の一種で、水面から近い水が重力の影響を受けて円を描く運動をすることでできる波のこと

いろいろと名前があるようで、びっくりですね！

波の種類にもいろいろあるようです・・！

どのように発生するのか？

水の中心に石や、葉などが落ちて（波源）、その振動がすべての方向に、同じ速さで伝わっていきます。

「波源」を中心に、同じ速さですべての方向に力が伝わっていくので、その結果、円ができて見えるというわけです。

波紋の模様はどのように決まる？

水の深さに関係するようです。

波源を中心に、岸に向かってどの方向にも同じように深さが変われば、同じように速さがかわるだけで、波紋は円のままですが、あるところに急な深みがあったり、浅瀬があったりするとゆがんだ円になります。
http://www.science-with-mama.com/prev/kumataro/156/index.html

つまり、水の底が波源を中心に一定に深かったり、浅かったりすれば、水に石が落ちた振動は同じように伝わり、円ができます。

しかし、一方では深く、一方では浅く、、と水の底がでこぼこだと石が水に落ちたときの振動の伝わりが一定ではなくなり、円が崩れていくということですね！

波の種類

池に石を投げた時にできる水の輪。

それは波の一種です。

波には２つあり、

深水波と浅水波があります。

深水波とは

まず深水波です。

これはまさに、池に石を落とした時にできる水の輪っかの現象といえそうです。

波長に比して水深が深い所で起きる波，換言すれば，水深に比べて比較的短い波長をもつ波を指します。おもに水面近くの水の運動によって引き起こされる表面波で，水面近くの水が重力を受けながら円運動をすることによって起きる波（重力波）と，水の表面張力によって起きる波（表面張力波）があります。海上を風が吹くことによって起こる波（風浪）や水面に物を投げ入れたときにできる波紋などは，重力波に近いと言えます。
https://www.ne.jp/asahi/tokyo/nkgw/www_2_Index_copy.html

水の深さよりも波長のほうが短いと、水面近くまでしか振動が行き届かず、水の表面上か、浅い部分しか運動がない（円ができない）ということのようです！

浅水波とは

深水波に対して、浅水波は大きな海で見るような波のことです。

波長に比して水深が浅いところで起きる波，言い換えれば，水深に比べて長い波長をもつ波を指します（”長波”と呼ばれる）。浅水波は深水波の場合とは異なり，水底から水面までの水全体がほぼ水平方向に運動するとして説明されます。海上の波の例で言えば，遠方にある台風などによってもたらされる波（うねり）などがこれにあたります。海底の地震によって引き起こされる津波もその波長はきわめて長く，浅水波にあたります。
https://www.ne.jp/asahi/tokyo/nkgw/www_2_Index_copy.html