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C100A 進階物理-綜合篇 第6章波與光 6-1波的干涉與繞射現象 6-2駐波 6-3視深 6-4全反射 6-5透鏡與面鏡之成像公式 6-1 波的干涉與繞射現象 1.波的重疊原理 如圖6-1之兩個繩波，當兩波交會時，其合成波會遵守波的重疊原理而 交會之後，兩個波又各自前進，完全不受干擾。所謂波的重疊原理是 指，當兩個以上的波在同一個介質傳播而重疊時，其合成波各點的位 移為各波位移之和。 (a) 同相波之重疊 (b) 反相波之重疊 圖6-1 波的重疊原理 2 6-1 波的干涉與繞射現象 3.水波的干涉條紋 由圖6-3可看出兩個點波源產生頻率相同的圓形水波之干涉情形 圖6-3 兩個點波源之干涉情形 3 6-1 波的干涉與繞射現象 圖6-4 中之兩個點波源、為同相波源，亦即同時產生波峰之波源，節點到兩波源的 路程差，必須是半個波長的奇數倍。亦即： 腹點到兩波源的路程差，必須是波長的整數倍。亦即： 4 6-1 波的干涉與繞射現象 4.波的繞射現象 波通過障礙物的空隙後，會有部分的波，其行進方向發生偏折，而繞過障礙物繼續 傳播，此種現象稱為波的繞射。 圖6-5 波長愈長、狹縫寬度愈窄，其繞射角度愈大 由波動的理論或實驗可知，波長愈長、狹縫寬度愈窄，其繞射角度愈大，如圖6-5 。 5 6-2 駐 波 1.駐波之波形 (a)入射波與反射波干涉形成駐波 (b)駐波之波形 （紅色為合成波） 由入射波和反射波之干涉，而造成節點與節點之間的介質，各做不同振幅之週 期振動，而波形看似不前進的合成波，稱之為駐波 6 6-2 駐 波 2.駐波之條件 由圖6-7可知，兩端固定的弦產生駐波的條件為：弦長必須是半個波長的整 數倍，若弦長為，波長為，則其關係式為： 圖6-7 形成駐波之條件 7 6-2 駐 波 駐波頻率f 為： n 弦樂器的各弦，當式(6-4)之1時，如圖6-7(a) ，其頻率最低，稱為基音或第一諧音 。其餘頻率較高的音稱為泛音，當2時，如圖6-7(b) ，稱為第二諧音或第一泛音； 3時，如圖6-7(c) ，稱為第三諧音或第二泛音，其餘以此類推。 8 6-3 視 深 1.光的折射現象 光由一介質進入另一介質時（例如光從空氣進入水中），由於光速 不同，造成光的行進方向發生偏折的現象稱為光的折射。光的折射 遵守司乃耳定律(或稱為折射