🌊 Chapter 5:波的性質(Wave Properties)
第 1:5.1 波的定義與分類
📐 什麼是波?
波是能量的傳遞,而不是物質的傳遞。當波在介質中傳播時,介質中的粒子只在原地振動,能量卻從一個位置傳到另一個位置。
📌 重點:波傳播的是能量,不是物質。例如:水波中的水分子只在原地上下振動,並沒有隨波前進。
🔍 波的兩大分類
| 類型 | 傳播方式 | 例子 |
|---|
| 橫波 Transverse | 振動方向 ⊥ 傳播方向 | 光波、水波、繩波 |
| 縱波 Longitudinal | 振動方向 ‖ 傳播方向 | 聲波、彈簧波 |
💡 記憶口訣:「橫波左右跳,縱波前後擠」
第 2:5.2 波的物理量
📐 三大物理量
v = f × λ
其中:
- v = 波速(m/s)
- f = 頻率(Hz)= 1/T
- λ = 波長(m)= 一個完整波形長度
範例:
聲音頻率 440 Hz、波速 340 m/s,求波長?
λ = v/f = 340/440 ≈
0.77 m
📊 波速、頻率、波長的關係
| 物理量 | 符號 | 決定因素 |
|---|
| 頻率 f | Hz | 波源決定 |
| 波速 v | m/s | 介質決定 |
| 波長 λ | m | 由 v 和 f 共同決定 |
📌 關鍵:頻率由波源決定,進入新介質不會改變;但波速和波長會變。
第 3:5.3 波的反射、折射、繞射
🌊 波的反射
波遇到障礙物會返回,遵守反射定律:入射角 = 反射角。
🌊 波的折射
波進入新介質時方向改變,頻率不變但波速和波長改變。
🌊 波的繞射
波遇到障礙物或孔洞時,能繞過障礙物繼續傳播。孔越小、繞射越明顯。
💡 繞射口訣:「孔越小,繞越顯」
📌 本章總結
本章核心:
- 波傳遞的是能量,不是物質
- 波分為橫波(振動⊥傳播)和縱波(振動‖傳播)
- 核心公式:v = fλ
- 頻率由波源決定,跨介質不變
- 波速由介質決定
✏️ 即時練習
練習 1:聲波頻率 256 Hz、波速 340 m/s,求波長?
答:λ = v/f = 340/256 ≈ 1.33 m
練習 2:光從空氣進入水中,頻率、波速、波長哪個變?
答:頻率不變,波速變慢(水中約 2.25×10⁸ m/s),波長變短。