ファラデー波

ファラデー波（ファラデーリップルとも呼ばれる）は、マイケル・ファラデー（1791～1867）にちなんで名付けられた、振動する容器で囲まれた液体上に現れる非線形定常波です。振動周波数が臨界値を超えると、平坦な静水圧面が不安定になります。これはファラデー不安定性として知られています。ファラデーは、1831年にロンドン王立協会の哲学的トランザクションの記事の付録で初めてこれを記述しました。^{[ 1 ] [ 2 ]}

垂直に振動するピストンの上に液体の層を置くと、不安定性の特定の基準を満たす場合、駆動周波数の半分で振動する定常波のパターンが現れます。^{[ 3 ]}これはパラメトリック共鳴 の問題に関連しています。波は、縞模様、密に詰まった六角形、正方形、または準周期的なパターンの形をとることができます。ファラデー波は、鐘のように鳴るワイングラスの中のワインの表面に細かい縞模様としてよく観察されます。ファラデー波は、シンギングボウルの「噴水」現象も説明します。

ファラデー波とその波長は、量子力学の分野におけるド・ブロイ・ボーム理論のド・ブロイ波長を持つド・ブロイ波に類似している。^{[ 4 ]}

ファラデー波は、ソフトマター、剛体、生物学的実体（個々の細胞、細胞球状体、細胞を播種したマイクロキャリアビーズなど）を含むマイクロスケール材料の指向性アセンブリのための液体ベースのテンプレートとして使用されます。^{[ 5 ]}固体ベースのテンプレートとは異なり、この液体ベースのテンプレートは、振動周波数と加速度を調整することで動的に変化させることができ、多様な対称的および周期的なパターンを生成できます。

この現象は、ワニが仲間を呼ぶためにも利用されています。ワニは水面下で肺を低周波で振動させ、棘を動かして表面波を発生させます。これらの表面波は基本的にファラデー波であり、特定の共鳴に特徴的な飛沫効果を観察することができます。^{[ 6 ] [ 7 ]}

この効果は、2つの液体を音響的に混合するためにも使用できます。2つの液体の界面にファラデー波が発生し、2つの液体間の表面積が増加するため、液体が迅速かつ完全に混合されます。^{[ 8 ]}

• クラドニパターン
• サイマティクス
• 発振
• 波動粒子二重性
• 物質波

• コーンスターチ中のファラデー波を捉えたYouTube動画。
• YouTube動画：イヴ・クーダーがシリコン液滴を通して波動／粒子二重性を解説
• シンギングボウルで噴水を作るYouTube動画