孤立波とは? わかりやすく解説

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こりつ‐は【孤立波】

読み方:こりつは

単独の山または谷だけが波形変えず一定の速度伝播する波。19世紀英国技術者J=Sラッセル水面生じた局所的な波が伝播する現象観察し、孤立波と名付けた粒子のように振る舞う孤立波は特にソリトンという。


孤立波(こりつは)solitary wave

浅水波形変えずに伝わる、ただ一つの峰を持った非線形波。クノイダル波波長無限大とした極限にあたる。うねり等が海岸近くの浅い部分進入したとき、峰が尖り谷が平になるが、平らな谷に隔てられ個々の峰の振舞いが、孤立波で近似できるアーセル数が1のオーダーで、波を支配する方程式KdV方程式となり、自然界広く存在する非線形孤立波の一つの例として、粒子的な振舞いをする。

孤立波

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/10/31 05:44 UTC 版)

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孤立波(こりつは、: solitary wave)とは、波動方程式の解 u(x, t) であって、|x| → ∞ で速やかに |u| → 0 となるものを指し、噛み砕いて言えば、ただ一つの山だけが伝わっていく波である。水面を伝わる孤立波に初めて注目して研究したのは、1834年スコットランドの造船技術者ラッセル英語版で、1895年にはオランダD.J.コルテベーク英語版ド・フリース英語版が浅い水の表面を伝わる波の方程式として ∂u/∂t + αu ∂u/∂x + β 3u/∂x3 = 0 を提案し、このKdV方程式が孤立波の解をもつことを示した[1]

さらに幾つかの条件を満たし粒子のようにふるまう孤立波は、ソリトンと呼ばれる。

脚注

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