39567_二上3~4(学生版.DOC

第三章 波動與聲音 3-1 波的傳播 一、波動 1.波動的定義：當物質受到擾動時，會引起相鄰物質被擾動，而使擾動傳播出去的現象，稱 為 。 2.波動的傳播：物質本身不會隨著波動傳播出去，即波在傳播時只傳送 ，不傳送介質。 二、波動的分類： 分類依據 種類 特性 實例 是否需要 傳播介質 (機械波) 需依靠介質傳播才能傳遞能量的波 水波、聲波、繩波 非力學波 不需依靠介質傳播才能傳遞能量的波 光波、電磁波 介質振動 方向 橫波 (高低波) 介質振動方向與波前進方向互相 的波 水波、繩波 縱波 (疏密波) 介質振動方向與波前進方向互相 的波 左右振動的彈簧波 、聲波 波的特性 波的基本性質：以繩波為例。 1.振源：振動的起源。平衡位置：介質靜止的位置。 2.週期( )：振源完整振動一次，產生一個完整的波所需要的時間。 (1) 產生個波 (2) 產生個波 (3) 產生個波 (4) 產生個波 3.波峰與波谷：波前進時，介質會隨著波而上下振動，偏離靜止位置最高的點稱為 ， 偏離靜止位置最低的點稱為 。 4.振幅：波峰或波谷到平衡位置間的垂直距離。 5.波長( )：當振源振動一個週期時，波前進的距離；即相鄰兩波峰或相鄰兩波谷間的距離。 如圖中的 。 6.頻率( )：振源每秒振動的次數，常用單位為赫( )； 。 波速 1.定義：波動傳遞能量的速度，與 種類有關。 2.公式： 3.單位：公分/秒(cm/s)、公尺/秒(m/s)。 4.同一介質、相同狀態、相同溫度，波動的波速會相同，所以當頻率變大時，波長會 。 例題1.振動繩子的一端，使每秒產生4個完整的波，如下圖所示，求此波動的週期、頻率與 波速？ 例題2.承上(例題1)，改變振動頻率，使每秒產生8個完整的波，求此波動的週期、頻率與 波速？ 聲波的產生與傳播 一、聲波的產生 1.生活中的各種聲音，是由於物體快速振動所產生的。 2.聲波在空氣中的傳播是 波，其前進的方向和氣體振動的方向互相 。 3.產生聲音的條件： (1) 。 (2) 。 二、聲波的速率 1.聲波的傳播速率，稱為聲速；聲波在不同的介質中傳播時，聲速不同。 2.影響聲速的因素：介質種類、介質溫度、溼度、風… 3.在0℃、乾燥無風的空氣中，聲速約為331公尺/秒，隨著氣溫每上升1℃，聲速約增加0.6 公尺/秒。若以T表示溫度(℃)，v表示當時的聲速(公尺/秒)，其關係式為： v = 331 + 0.6T 4. 5.聲波在不同介質中的傳播速率(20℃) 介質 空氣 淡水 鋼鐵 聲速(m/s) 343 1485 5200 聲波的反射與超聲波 波的反射 1.當波前進遇到障礙物時，會返回到原本介質的現象，稱為反射。 2. (1)法線：與障礙物垂直的直線。 (2)入射線：入射波的行進路線。 (3)反射線：反射波的行進路線。 (4) ：入射線與法線的夾角。 (5) ：反射線與法線的夾角。 3.反射定律： (1)入射線、反射線、法線均在同一平面上，且入射線與反射線分別在法線的兩側。 (2)入射角 反射角。 二、聲波的反射 1.聲波是一種波動，遇到障礙物時也會發生反射現象，反射回來的聲波稱為「 」；原 來的聲波的稱為「 」。 2.當回聲與原聲到達聽者耳朵的時間差小於0.1秒時，聽者將無法分辨回聲與原聲。發音體與 聲音的反射面之間距離必須要在 公尺以上。 3.當聲波遇到光滑或堅硬的表面時較易反射，遇到有孔隙或柔軟的表面時較易被吸收。例如 大禮堂或音樂廳，為了避免回聲干擾，內部建築的設計較特殊之外，也會在四周牆壁加裝 吸音板或布幔。 4.回聲與原聲的異同