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3-1 波的傳播 3-2 波的特性. 波的簡介. 定義 :物質受外力作用而產生 疏密相間 或 高低不平 的形狀稱為波。. 動腦時間. 有一群小孩在湖邊玩球,不慎將球掉入湖中,於是便 朝更遠的湖面丟擲石頭 ,想利用引起的水波將球推回岸邊。他們能藉此方法成功撿回球嗎?為什麼?. 不能 。 朝湖面丟擲石頭,在投擲處可以引起波動並向外圈傳播,但是水面上的物體並不會隨著移動,因此無法撿回掉落的球. ~以傳遞的介質分類. 波的分類. 傳遞波動的物質稱為 介質 (水波是以 水 為質,彈簧波是以 彈簧 為介質). 力學波 ( 機械波 ) :
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波的簡介 定義:物質受外力作用而產生疏密相間或 高低不平的形狀稱為波。
動腦時間 有一群小孩在湖邊玩球,不慎將球掉入湖中,於是便朝更遠的湖面丟擲石頭,想利用引起的水波將球推回岸邊。他們能藉此方法成功撿回球嗎?為什麼? 不能。朝湖面丟擲石頭,在投擲處可以引起波動並向外圈傳播,但是水面上的物體並不會隨著移動,因此無法撿回掉落的球
~以傳遞的介質分類 波的分類 傳遞波動的物質稱為介質 (水波是以水為質,彈簧波是以彈簧為介質) 力學波 (機械波): 凡波的傳遞必須靠介質的擾動而傳播的波稱為機械波(力學波)。 如:繩波、水波、彈簧波、聲波。 非力學波 (非機械波): 波的傳遞不須靠介質即可傳播者,稱為 非機械波(非力學波)。 如:光波、電磁波。
~以介質震動方向分類 波的分類 橫波(高低波): 介質振動方向與波前進方向垂直。 如:繩波、水波、稻波、彈簧上下振動產生的波。 看 縱波(疏密波): 介質振動方向與波前進方向平行。 如:聲波、彈簧前後運動所產生的波。
˙波峰 ˙波谷 ˙波峰 ˙波谷 ˙波峰 ˙波谷 振幅 振幅 波長λ 波長λ 波長λ 波峰、波谷與振幅 平衡 位置 平衡位置:橫波中,物質上下震盪的中央位置。 波峰:橫波中,在平衡位置之上,偏離平衡位置最遠的點。 波谷:橫波中,在平衡位置之下,偏離平衡位置最遠的點。 波長(λ):相鄰兩波峰或波谷間的距離,或任意的相鄰 兩對應點之間的距離均稱之為波長。 振幅:波峰或波谷與平衡位置間的距離 (偏離平衡位置最大的距離)。
橫波與縱波 中點 中點 中點 中點 中點 波長 波峰 波峰 波峰 波長 波長 波谷 波谷 疏密波波長:為相鄰兩密部中點或兩疏部中點或兩相鄰對應點間的距離。 疏密波振幅:為密部與疏部稠密程度的差。
波的移動 波動: 波形的移動稱為波的傳播,簡稱波動。 波傳播時只傳送能量,並不傳送物質。 物質本身只在原位做上下或前後來回運動。 波由左向右進行t1時 繩上的記號在B點 但當t2時,繩上記號降 低至B點,並未隨著 波形前進。
全波 上下往返振動一次,稱為「一次完整的振動」 形成一個全波 當每完整振動一次包含四個振幅。 波形剛好前進一個波長。
波的移動 週期T:秒 ˙ 振動體作一次完整振動所需的時間。 ˙ 一個全波通過介質上某點所需的時間。 ˙ 波形前進一個波長的距離所需的時間。 頻率f:( 1/秒),Hz(赫茲) ˙ 介質上某點每秒內所作完整振動的次數。 ˙ 每秒內通過此點的全波數目。
波的移動 波長λ: ˙ 相鄰兩波峰或波谷間的距離。 ˙ 任意的相鄰兩對應點之間的距離均稱之為 波長。
波在介質中傳遞的快慢 ˙ 介質上每秒波形移動的距離稱為波速。 ˙ 波速僅與介質種類及所處的狀態有關。 (如:彈性內力大小、介質密度和介質的溫度) ˙ 波速與波之振幅、頻率無關。 ˙ 當介質一定時,波速也為一定值,此時 波長與頻率成反比。 頻率f與週期T恰為倒數關係,即 f=1/T
波速計算 介質上每秒波形移動的距離稱為波速。 如右圖,若某波形產生器每秒可產生4個波(頻率f=4 Hz), 每個波波長為50公分(波長λ=0.5m) 則經過一秒後,波形所走的距離為何? 波速(V)=波長(λ) × 頻率(f) 波速(V)=波長(λ) / 週期(T)
1、下列有關力學波的敘述,何者正確? (1)波可同時傳送能量與物質(2)力學波必須依靠物質的擾動而傳播(3)繩波的傳播速度,不因介質弛張程度不同而改變(4)波速一定時,頻率愈小,波長愈短。 2、有關波的反射,下列何者可能會變? (1)頻率(2)波長(3)波速(4)振幅。 3、水波的速率和下列那些有關:(A)振動頻率(B)起波器形狀(C)水波波長(D)水溫(E)水波振幅(1)(A)(B)(2)(A)(C)(3)(D)(E)(4)(D)。 4、波動從一種介質傳至另一種介質下列何者不變? (1)頻率(2)波長(3)振幅(4)波速。 2 4 4 1
5、如右圖所示,下列有關波的敘述,何者正確? (1)此種波型稱為橫波(2)a、b兩點間的距離叫做波長(3)對應於c點的介質密度最小(4)介質分子振動方同和波前進方同垂直。 2 6、取一長約150公分之軟彈簧,將其一端固定,手持另一端作上下往復振動、則所產生之彈簧波之波速會隨著下列何項之改變而改變?(1)手執彈簧振動的頻率(2)手執彈簧振動的振幅(3)用手拉緊彈簧或放鬆彈簧時所產生的波(4)改變手作上下振動時所輸入的能量。 3
7、右圖是一向右前進的連續週期橫波甲乙丙三點的瞬間運動方向為何?(1)甲向上、乙向下、丙向下(2)甲向下、乙向上、丙向上(3)甲向下、乙不動、丙向上(4)甲向下、乙不動、丙向下7、右圖是一向右前進的連續週期橫波甲乙丙三點的瞬間運動方向為何?(1)甲向上、乙向下、丙向下(2)甲向下、乙向上、丙向上(3)甲向下、乙不動、丙向上(4)甲向下、乙不動、丙向下 2 8、一波形先如右圖甲所示穩定向前傳送經0.1秒後波形如又圖乙可知此週期的(1)波速為300公分/秒(2)波長為15公分(3)週期1/20秒(4)頻率為10(1/秒) 3
1/100秒 迷你練習 波的移動 右圖為相同介質中四種波的運動情形: (1)向下、向上、向下 (2)向上、向下、向上 (3)400 2000 2000 (4)1 (5)1/400 400 (6)1:1:1:1