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基礎物理(一)_學習講義_第6章(教用).doc

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高中基礎物理(一)學習講義 第6章波 第6章 波 波動的性質EQ\a\al(波不可傳遞介質,波可以傳播能量與擾動) 依介質來分EQ\a\al(力學波→繩波、水波、彈簧波,電磁波→光波、無線電波) 依波前進方向與介質振動方向來分EQ\a\al(橫波,縱波) 波的種類 波長λ：相鄰兩波峰或相鄰兩波谷間的距離 週期t：完成一次完整的振動所需時間 頻率f：每秒鐘振動的次數 波速v：v＝fλ 週期波 遇障礙物反彈回原介質的現象 遵守反射定律EQ\a\al(入射線與反射線在法線兩側，且三,線共平面,入射角＝反射角) 反射 由一介質進入到另一個介質時，方向改變的現象 產生折射的原因為速率改變 當波從波速慢的介質進入到波速快的介質偏離法線 當波從波速快的介質進入到波速慢的介質偏向法線 深水區的波速＞淺水區的波速 折射 6-1 波的性質 水波 波通過空隙或障礙物之後行進發生變化的現象，這是波 的現象 當波長與狹縫寬度接近時，繞射現象較明顯 繞射 兩波相遇時互相干擾而形成不同的波形 干涉現象只發生在兩波交會期間，交會後各波不受影響 水波槽的干涉實驗，產生明暗相間的條紋 干涉 影響聲速的原因EQ\a\al(風速,溼度,溫度在乾燥空氣中的聲速v＝331＋0.6t) t為攝氏溫度 低於20Hz稱為聲下波（次聲波） 高於20000Hz稱為超聲波，例如超聲波檢驗、懷孕胎兒的檢查、擊碎腎結 石 人耳的聽覺範圍 （20Hz～20000Hz） 聲波 因為聲波的波長較長，所以隨處可見聲音的繞射現象，如隔牆有耳 因運動而造成觀測到的任何波動其頻率發生變化的現象，稱為都卜勒效應 在移動波源前方的觀察者，觀察到的波長會變短，頻率會變大 在移動波源後方的觀察者，觀察到的波長會變長，頻率會變小 聲波是力學波，需要介質才可傳遞 在空氣中傳遞的聲波為縱波，在固體中傳遞的聲波可為縱波或橫波 6-2 光的本質說 微粒說：提出者為牛頓 波動說：提出者為惠更斯 光波二象性：提出者為愛因斯坦 光的直進性EQ\a\al(影子,針孔成像) 光的反射 6-3 光的反射與 折射 反射定律EQ\a\al(入射線與反射線在法線兩側，且三線共平面,入射角＝反射角) 凸面鏡成像形成正立縮小虛像 應用：道路轉彎處的大型凸面鏡 凹面鏡製作的化妝鏡 遊樂場中的哈哈鏡 平面鏡成像成像為與物等大，左右相反的正立虛像 焦點內的物體形成放大正立 虛像 一倍至兩倍焦距內的物體形成放大倒立實像 兩倍焦距處的物體形成與物體等大的倒立實像 兩倍焦距外的物體形成縮小倒立實像 凹面鏡成像 面鏡成像 光由一介質進入到另一介質時因速率改變而產生的偏折現象 由光速較快進入較慢的介質時，折射光靠近法線 由光速較快進入較快的介質時，折射光遠離法線 折射定律 凸透鏡成像 透鏡成像 焦點內的物體形成放大正立虛像 一倍至兩倍焦距內的物體形成放 大倒立實像 兩倍焦距處的物體形成與物體等 大的倒立實像 兩焦距外的物體形成縮小倒立實像 凹透鏡成像形成正立縮小虛像 應用：近視眼鏡 光的折射 折射現象 斜插入水中的鉛筆感覺似乎折成兩段 炎熱路面上的幻影 星星的閃爍 透明體顏色：透過光的顏色 不透明顏色：反射光的顏色 物體顏色 色散現象：牛頓發現太陽光經三稜鏡折射後可形成彩色光 ，其中紅光在稜鏡的速率較快，所以偏折較小 光的三原色：紅、綠、藍 雙狹縫干涉 單射光照射在雙狹縫時，在屏幕上形成明暗相間的條紋 減少狹縫間距、增加屏幕與狹縫之距離，或改用波長較長的光照射，亮紋寬度皆會變大 6-4 光的波動現象 帶電粒子做加速運動時，產生電場與磁場交互作用所產生的 馬克士威統一電磁場並提出電磁波的存在 赫茲實驗發現電磁波 電磁波的特性EQ\A\AL(電磁波為橫波,電磁波在真空中皆以光速傳播) 電磁波頻率由高到低：γ射線、x射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、無線波 電磁波 波的性質 6-1 1 波的認識 （南一版p.116） 1.振動與波動： (1)振動：因外界所產生的擾動而使質點作上下或左右的運動。 (2)波動：將擾動傳播出去的一種途徑。 EQ\O(█,例)：投石於水中，水面即以投石處為中心，將擾動往水面的各方向傳遞，產生了圓形的水波。 2.波動的性質： (1)產生波動的條件：連續性、彈性。 EQ\O(█,例)：投石於沙灘上並不會產生如水中的波紋，因其雖有連 續性，但並無彈性。 (2)介質不隨波前進，如右圖。 (3)波可以傳遞能量與擾動。 (4)波有反射、折射、干涉、繞射