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エネルギー伝達としての波

“波”は、エネルギーが伝達されるさまざまな方法の一般的な用語です。

  • 電磁波では、エネルギーは電場と磁場の振動を介して伝達されます。
  • 音波では、空気粒子または音が移動する固体の粒子の振動によってエネルギーが伝達されます。
  • 水の波では、水の粒子の振動によってエネルギーが伝達されます。

波はエネルギーを伝達しますが、質量は伝達しません

波が海岸に入ってくるのを見ると、個々の水の粒子が私たちに向かって動いていると考えるのは簡単ですが、それは実際にはそうではありません。 波に関与する粒子は、波が起こっている方法に垂直に前後に移動しますが、波の方向に大きく移動しません。 粒子は、互いにぶつかり、エネルギーを伝達することによって波に「参加」する。 これが、粒子の平均位置が変化しないにもかかわらず、エネルギーを伝達することができる理由です。これはどのように機能しますか?

それは海で浮くブイについて考えるのを助けることができる。 ブイは、それを通過する波によって上下に移動されますが、水を横切って方向に移動しません。あなたはまた、スポーツの試合でメキシコの波について考えることができます。

波はアリーナの周りを移動しますが、観客はそれで周りを移動しません–彼らは立ち上がって座るだけです(波の方向に垂直な動き)。

水の波の中の粒子は、運動エネルギーをポテンシャルエネルギーに交換します

水の中の粒子が波の一部になると、それらは上下に動 これは、運動エネルギー(運動エネルギー)がそれらに伝達されたことを意味する。 粒子が通常の位置からさらに離れるにつれて(波の頂上に向かって上に、または谷に向かって下に)、それらは減速する。 これは、それらの運動エネルギーのいくつかがポテンシャルエネルギーに変換されたことを意味します–波の中の粒子のエネルギーは、運動エネルギーとポ

潜在的なエネルギーについて考えることは、なぜ津波がそれほど有害であるのかを理解するのに役立ちます。 津波が海岸に近づくと、それは浅瀬になる(はるかに高くなる)ので、水の粒子は平衡からさらに変位する。 彼らは多くの潜在的なエネルギーを獲得し、これは波が土地と相互作用するときに放出されます。なぜいくつかの波は他の波よりも多くのエネルギーを持っていますか?

波のエネルギーを測定する

なぜいくつかの波は他の波よりも多くのエネルギーを持っていますか? 波の周波数と波長は両方ともそのエネルギーの指標ですが、これは波の種類によって異なります。水の波の場合、高速で長波長(津波のような)のものが最もエネルギーを持っています。

水の波の場合、高速で長波長のものが最もエネルギーを持っています。

電磁波の場合、速度は一定であるため、高周波数と短波長の波(X線など)が最もエネルギッシュです。

すべての波に対して、振幅が大きいほどより多くのエネルギーを意味します。

電磁スペクトルインタラクティブでは、スペクトルを構成する波についての詳細を学ぶために様々な波長をクリックすることができます。

波のエネルギーを利用する

ニュージーランドや他の場所の科学者たちは、水の波のエネルギーを電気に変える方法を見ています。 ニュージーランド周辺の海は、大きな波と強い流れを持っているので、波の力を発生させる有望な場所です。 波力を発生させることは波に応じて動き、電気を作り出すタービンを運転する水中装置を含む(かいのような、例えば)。波は持続可能な資源であり、(ニュージーランドで電気を作るために使用される石炭のような他の資源とは異なり)使い切ることができないので、波の力の しかし、彼らは非常に非効率的です–彼らは有用な量のエネルギーを生成するために多くの沿岸空間を必要とします。 数学的モデリングと物理的モデル構築を使用して、Kiwiの科学者たちは波の力を利用する方法を調査していますが、家庭で波の力から電気を使用する

2007年から2011年の間に、エネルギー効率保全局(EECA)は、海洋エネルギープロジェクトに資金を供給した海洋エネルギー展開基金を管理しました。 2016年現在、Eecaは、ニュージーランドにおける安価な再生可能エネルギー資源の豊富さが、近い将来に海洋エネルギーが国家グリッドに貢献する可能性は低いと考えている。 海の波のエネルギーを利用するための調査は、他の国で継続しています。

2017年から2019年にかけて、持続可能な海の革新基金プロジェクトの一環として、丹羽はクック海峡内の強い潮流から発電することがアオテアロアに 続きを読む,参照してください潮流からのエネルギー–巨大な可能性を秘めた新しい海洋産業をキックスタート丹羽のウェブサイトから.

アクティビティのアイデア

波がエネルギーを転送する方法を実証し、あなたの学生が反射、建設的な干渉と浅瀬の波の行動を視覚化

インタラクティブまたは紙ベースのベン図を使用して、津波波とサーフィン波の主な類似点と相違点を説明します。

波の詳細

私たちの波の概念の下でリソースを閲覧することにより、そのような音やエネルギーなどの波についての詳細を探ります。

便利なリンク

2021年に丹羽はウェビナーを実行しました:潮流からのエネルギープロジェクトの結果が提示されている潮流エネルこのプロジェクトでは、クック海峡内の強い潮流からの発電の実行可能性を調査しました。

波をエネルギー源として使用することについての詳細は、このWikipediaの記事を参照してください。

波をエネルギー源として使用することに

丹羽からこの2011年のビデオを見る:現在の変換–ニュージーランドの潮汐と波のエネルギー。p>