振动与波振动与波.PPT

課本 P.8 　　另外，我們再考慮繩波由一介質進入另一個介質的情形，即由粗繩進入細繩或細繩進入粗繩的情形。 繩波的反射和透射 　　若我們將繩波自細繩進入粗繩；當繩波自細繩向粗繩行進時，我們稱此波為入射波；繩波在遇到粗繩之後，會反射回來的部分，此波我們稱為反射波；繩波在遇到粗繩之後，會透射進入粗繩繼續前進，我們稱此波為透射波。觀察後可以發現：透射波有如原先繩波的形狀，繼續前進，但振幅變小；而反射波有為固定端的反射，則此繩波會形成一個上下顛倒左右相反的一個反射波，如圖10-13所示。 課本 P.8 繩波的反射和透射 課本 P.9 繩波的反射和透射 　　若我們將繩波自粗繩進入細繩；當繩波自粗繩向細繩行進時，我們稱此波為入射波；繩波在遇到細繩之後，會反射回來的部分，此波我們稱為反射波；繩波在遇到細繩之後，會透射進入細繩繼續前進，此波我們稱此波為透射波。觀察後可以發現：透射波有如原先繩波的形狀，繼續前進；而反射波有為自由端的反射，則此繩波會形成一個左右相反但上下並沒顛倒的一個反射波，如圖10-14所示。 課本 P.9 繩波的反射和透射 課本 P.9 繩波的反射和透射 課本 P.9 繩波的反射和透射 課本 P.9 繩波的反射和透射 第四節 波的重疊原理 　　若有兩個以上波源振動的波同時經過一點，會產生互相交會時的影響，我們常會在水波中發現此情形；在游泳池中，常會有數個波源所產生的水波，而在其中的一點會產生合成的波，我們稱此波為合成波；要解釋此現象，我們可以由波的重疊原理(principle of superposition)來解釋。 課本 P.9 一、 重疊原理 波的重疊原理 課本 P.9~10 　　我們考慮兩個簡單繩子的脈波，當兩個脈波分別自左端及右端互相的另一側行進，會在繩子中的一點相遇；相遇時，兩波會形成位移相加的合成波，當波形交會之後，兩波仍維持原有的波形，繼續的依原前進的方向前進。此稱為重疊原理。如圖10-17、10-18所示： 波的重疊原理 課本 P.10 波的重疊原理 　我們可以整理波的重疊原理： 　兩波交會時，合成波的波形為兩波的位移向量和。 　交會後，兩波維持原波形繼續前進。 課本 P.10 波的重疊原理 重疊原理可以在水波槽的實驗及繩波的實驗中得到證實，所以在電視卡通「七龍珠」（Dragon Ball）中孫悟空的龜派氣功可能就要令七龍珠迷大失所望，因為龜派氣功波和對手的氣功彈也必需符合波的重疊原理（圖10-19），所以兩個氣功在交會並不會爆炸就結束了，而是會在重疊後，兩氣功波各走各的，互相的傷到對方。 課本 P.10 波的重疊原理 電影「星際大戰」（Star Wars）中的天行者路克和敵人拿著光劍互砍也會和電影中的情節不同（圖10-20），有如兩隻雷射筆的雷射，在互相交會後，不會像一般的刀劍一樣，而是會互相透過，而互相砍中對方。 課本 P.10 波的重疊原理 兩個或以上的波在同一個空間會產生互相重疊干擾的現像，稱之為干涉(interference)。以兩個相同波形的波為例子，我們會發現兩個波會形成干涉的現象。 二、 波的干涉 課本 P.10 波的重疊原理 若兩波在空間中會因位移量相加形成振幅比原先振幅大的合成波，合成波為兩波振幅大小的相加，如波峰和波峰在該處相遇或波谷和波谷在該處相遇，兩波的路徑差為0或波長的整數倍，我們稱此為建設性干涉或相長干涉(constructive interference)。 課本 P.10 波的重疊原理 課本 P.10 波的重疊原理 課本 P.11 波的重疊原理 課本 P.11 波的重疊原理 課本 P.12 波的重疊原理 　　槍枝和汽機車所用的消音器是相消干涉的應用；以槍枝的消音器為例，為什麼有裝上消音器的槍枝，聲音在子彈發射時，會比沒有裝消音器時小了許多？ 　　這是因為消音器（圖10-24）的設計，使得子彈自槍口出去時的聲音，經過了消音器中的不同路徑，而產生了相消干涉，大大的減弱了子彈射出時的聲音。 課本 P.12 波的重疊原理 第五節 駐波 　　如果一個波，前方沒有任何的障礙或介質的改變，此波會一直朝同一個方向行進下去，我們稱此波為行進波（traveling wave）；若考慮一拉緊的弦，兩個相同的波長及振幅的正弦波，朝著相反方向，相向的行進，我們可以依重疊原理來得到合成波的結果。 課本 P.12 駐波 若此弦的兩端均為固定端，並且固定端的入射波和反射波均在兩端產生相消干涉，則波的波長和弦的長度必有一定的關係；入射波和反射波僅能在此範圍之內做一定的振動，有如駐紮的士兵，僅在一定的範圍之內做來回的運動，在這樣的限制之下，所形成的波，稱為駐波(standing wave)(圖10-25)。 課本 P.12 駐波 　　在駐波中，可以看到有最大正負位移量的地方，也就是振幅最大的地方，我們稱為反