リサジュー図形

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x=Acos(at), y=Bsin(bt+δ).
リサジュー曲線の例

リサジュー曲線 (Lissajous curve) とは、互いに直交する二つの単振動を合成して得られる平面図形のこと。“リサージュ”と表記されることもある[1][2]。それぞれの振動の振幅、振動数、初期位相の違いによって、多様な曲線が描かれる。振動数の比が無理数の場合は閉曲線にはならず、軌道は有限の平行四辺形領域を稠密に埋める。

1855年フランスの物理学者ジュール・アントワーヌ・リサジュー (J.A. Lissajous, 1822年-1880年) が考案したとされ、これらの曲線族の呼び名は彼の名にちなむ。また、これらの曲線族について1815年テンプレート:仮リンク (Nathaniel Bowditch) の先行的な研究が見られるため、バウディッチ曲線(ボウディッチ曲線)と呼ばれることもある。

オシロスコープをX-Y入力モードに設定して、各入力に上記の x, y を入力するとリサジュー波形を観測することができる。

オシロスコープ上のリサジュー曲線

リサジュー曲線は、周波数の測定に用いられることが多く、基準波を横軸に、被測定波を縦軸に入力すると、上下に描かれた山の数と、左右に描かれた山の数が、基準波と被測定波の周波数比となって現れる。これを基に周波数を測定することが出来る。この周波数測定法を、比較法という。

また、お互いの信号の位相が安定しないと曲線は常に変化を繰り返す為、複数のモーターの位相合わせ、ICなどの信号の同期合わせ、テープレコーダーのアジマス調整などにも利用されている。テンプレート:-

具体例

以下の例は テンプレート:Mathテンプレート:Math , 奇数 テンプレート:Math, 偶数 テンプレート:Math の例である。

<graph mode="interactive"> {

 "width": 450,
 "height": 400,
 "signals": [
   {
     "name": "point",
     "init": 0,
     "streams": [{"type": "mousemove,touchmove","expr": "eventX()"}]
   },
   {
     "name": "r",
     "init": [1,1],
     "streams": [
       {
         "type": "@w:wheel",
         "expr": "[clamp(r[0]+(1-datum.data)*clamp(event.deltaY,-1,1),1,20),clamp(r[1]+datum.data*clamp(event.deltaY,-1,1),1,20)]"
       }
     ]
   }
 ],
 "data": [
   {
     "name": "array",
     "values": [0,1,2,3,4,5],
     "transform": [
       {"type": "cross"},
       {
         "type": "formula",
         "field": "c",
         "expr": "datum.a.data*6+datum.b.data"
       },
       {"type": "cross"},
       {
         "type": "formula",
         "field": "c",
         "expr": "datum.a.c*36+datum.b.c"
       },
       {
         "type": "formula",
         "field": "x",
         "expr": "200+cos(r[0]*datum.c*PI*2/1295)*180"
       },
       {
         "type": "formula",
         "field": "y",
         "expr": "200+sin(r[1]*datum.c*PI*2/1295+point*PI*2/400)*180"
       }
     ]
   },
   {"name": "w","values": [0,1]}
 ],
 "marks": [
   {
     "type": "line",
     "from": {"data": "array"},
     "properties": {
       "update": {
         "x": {"field": "x"},
         "y": {"field": "y"},
         "stroke": {"value": "black"},
         "strokeWidth": {"value": 2}
       }
     }
   },
   {
     "type": "rect",
     "name": "w",
     "from": {"data": "w"},
     "properties": {
       "enter": {
         "x": {"value": 400},
         "y": {"field": "data","mult": 120,"offset": 20},
         "width": {"value": 40},
         "height": {"value": 40},
         "fill": {"value": "pink"},
         "cursor": {"value": "pointer"}
       }
     }
   },
   {
     "type": "text",
     "interactive": false,
     "from": {
       "data": "w",
       "transform": [
         {
           "type": "formula",
           "field": "c",
           "expr": "r[datum.data]"
         }
       ]
     },
     "properties": {
       "update": {
         "x": {"value": 420},
         "y": {"field": "data","mult": 120,"offset": 40},
         "width": {"value": 40},
         "height": {"value": 40},
         "fill": {"value": "black"},
         "align": {"value": "center"},
         "baseline": {"value": "middle"},
         "font": {"value": "TakaoExGothic"},
         "fontSize": {"value": 20},
         "text": {"template": "テンプレート:Datum.c"}
       }
     }
   }
 ]

} </graph>

脚注

テンプレート:Reflist

関連項目

外部リンク

テンプレート:Normdaten

  1. このように表記に揺れがあるが、例えば長倉三郎他(編)『岩波理化学辞典第5版』岩波書店 ISBN 978-4000800907 での見出しは「リサジュー図形」である。
  2. 「リサージュ」となっている例として、木田祐司 ほか16名(著)『改訂版 数学C数研出版 平成19年3月15日検定済(文部科学省検定済教科書/高等学校数学科用)p.93には「リサージュ曲線」とあることなどがあげられる。