深水波（波長が水深の約 2 倍より短い：速さは波長で決まり水深によらない）と浅水波（波長が水深より十分長い：速さは水深で決まり深いほど速い）の違い、水の粒子の運動の違いを、実験結果と結びつけて判定できる
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海の波は、波長と水深の関係によって、深水波（表面波）と浅水波（長波）の 2 種類に分けられます。2 つは、速さを決めるもの（波長か水深か）と、水の粒子の動き方が違います。この技能では、その違いを整理し、水槽の実験結果や波浪・津波のようすを述べた文の正誤を判定できるようになります。
波が通るとき、水の粒子は波と一緒に遠くへ運ばれるのではなく、その場でぐるぐると回ったり往復したりします。この動きは海面で最も大きく、深くなるほど小さくなり、波長の半分ほどの深さでほとんど見られなくなります。そこで、波長が水深の約 2 倍より短い（水深が波長の半分より深い）ときは、水の動きは海底まで届かず、波は海底の深さを「感じない」ので、速さは水深によらず波長で決まります（波長が長いほど速い）。これが深水波で、水の粒子は円を描いて回り、その円は深いほど小さくなります。風によってできる沖合の波浪の多くは深水波です。
反対に、波長が水深より十分長いと、水の動きは海底まで届きます。海底の近くでは水は上下に動けないので、粒子の動きは横に長くつぶれただ円になり、海面から海底まで、ほぼ同じ大きさで前後に往復します。このとき海底が波の動きを妨げるので、波の速さは水深で決まり、深いほど速く、浅いほど遅くなります（、 は重力加速度の大きさ、 は水深）。これが浅水波です。津波は波長が数十 km〜数百 km と水深（深いところでも約 10 km 未満）よりはるかに長いので、外洋でも浅水波です。
波浪が海岸に近づき、水深が浅くなって浅水波としてふるまうようになると、速さが遅くなります。周期は変わらないので より波長は短くなり、波が詰まって波高が大きくなり、やがて砕けます。
波長と水深を比べる。波長が水深の約 2 倍より短ければ深水波、波長が水深より十分長ければ浅水波と判断する。
深水波なら、速さは波長で決まり（長いほど速い）、水深にはよらないと判断する。
浅水波なら、速さは水深で決まり（深いほど速い、）、波長にはよらないと判断する。
水の粒子の運動を確かめる。深水波は円運動で深いほど小さく、浅水波は海底まで届く横長のだ円運動（前後の往復）である。
実験結果や選択肢の文を、上の性質と照らし合わせて正誤を判定する。
水槽に水を入れ、端の板を動かして波を起こし、波の速さを測る実験をした。結果は次のとおりであった。
| 実験 | 波長 | 水深 | 波の速さ |
|---|---|---|---|
| 1 | 5 cm | 20 cm | 約 28 cm/s |
| 2 | 5 cm | 40 cm | 約 28 cm/s |
| 3 | 200 cm | 5 cm | 約 70 cm/s |
| 4 | 200 cm | 10 cm | 約 99 cm/s |
この実験の波について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 実験 1・2 の波は浅水波であり、その速さは水深によらない。
イ 実験 1・2 の波では、水の粒子は水面から水底まで同じ大きさで前後に往復する。
ウ 実験 3・4 の波は浅水波であり、その速さは水深が深いほど大きい。
エ 実験 3・4 の波は深水波であり、その速さは波長だけで決まる。
手順 1: 実験 1・2 は波長 5 cm に対して水深 20 cm・40 cm で、波長が水深の 2 倍より短いので深水波。実験 3・4 は波長 200 cm に対して水深 5 cm・10 cm で、波長が水深より十分長いので浅水波。
手順 2: 実験 1・2（深水波）では、水深を 20 cm から 40 cm に変えても速さは約 28 cm/s で変わらず、速さが水深によらないことと合う。アは「浅水波」としている点が誤り。
手順 3: 実験 3・4（浅水波）では、水深 5 cm で約 70 cm/s、10 cm で約 99 cm/s と、深いほど速い。ウは正しく、「深水波」「波長だけで決まる」とするエは誤り。
手順 4: 深水波では、水の粒子は円運動をし、その大きさは深いほど小さくなるので、イは誤り（水底まで同じ大きさで往復するのは浅水波の特徴）。
よって最も適当なのはウ。
答え: ウ
波長の短い波を浅水波（水深の浅いところの波）と呼ぶと考えてしまう誤り。深水波・浅水波は水深そのものではなく波長と水深の比で決まり、正しくは波長が水深の約 2 倍より短ければ深水波、水深より十分長ければ浅水波。
深水波の速さも水深が深いほど大きいと考えてしまう誤り。正しくは、深水波の速さは波長で決まり水深にはよらない。水深が深いほど速いのは浅水波（）。
津波は外洋では深水波だと考えてしまう誤り。津波は波長が数十 km〜数百 km と水深よりはるかに長いので、正しくは外洋でも浅水波で、速さは水深で決まる。
浅水波でも水の粒子は深いほど小さな円を描くと考えてしまう誤り。正しくは、浅水波の水の粒子は横に長いだ円運動をし、海面から海底までほぼ同じ大きさで前後に往復する（深いほど小さな円を描くのは深水波）。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
水の波の伝わる速さが何によって決まるかを調べるため、長い水槽に水を入れ、一端で板を動かして波をつくり、波の伝わる速さを測定した。水深と波長を変えて実験 1〜6 を行ったところ、次の表のような結果が得られた。なお、実験 1〜3 は波長が水深の 20 倍以上の波、実験 4〜6 は波長が水深の 2 倍より短い波である。
| 実験 | 水深〔m〕 | 波長〔m〕 | 速さ〔m/s〕 |
|---|---|---|---|
| 1 | 0.05 | 2.0 | 0.70 |
| 2 | 0.05 | 4.0 | 0.70 |
| 3 | 0.20 | 4.0 | 1.4 |
| 4 | 0.20 | 0.10 | 0.39 |
| 5 | 0.40 | 0.10 | 0.39 |
| 6 | 0.40 | 0.40 | 0.79 |
この実験結果と、海の波についての知識をもとに考えたこととして最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
海の波の性質は、水深と波長の関係によって異なる。海の波について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。