基礎物理(一)_學習講義_第6章(教用).doc

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1、第6章波151第6章 波 波動的性質依介質來分依波前進方向與介質振動方向來分波的種類波長：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：vf週期波遇障礙物反彈回原介質的現象遵守反射定律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

2、，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 t為攝氏溫度低於20 Hz稱為聲下波（次聲波）高於20000 Hz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（20 Hz20000 Hz）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

3、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光的反射6-3光的反射與折射反射定律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

4、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

5、波的存在赫茲實驗發現電磁波電磁波的特性電磁波頻率由高到低：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 - 11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。 ：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。 ：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、繞射及偏振等

6、現象。抖動繩子形成繩波，觀察繩上的質點並未隨著繩波前進。 註：偏振現象說明電磁波為橫波。(5) 如下圖，虛線表示下一瞬間波動的位置，波動向右行進時，最高點右方的質點向上振動，最高點左方的質點向下振動。繩波隨時間變化示意圖，圖中實線代表當前繩波的波形。虛線代表下一瞬間的繩波波形，黑色箭頭代表繩波上的一小段繩子在這段期間的位移。 3. 波動的種類：(1) 依介質來分：介質波力學波波的傳播需要介質繩波水波聲波非介質波電磁波波的傳播不需要介質光波無線電波(2) 依波前進方向與介質振動方向的關係：橫波高低波波的前進方向與介質振動方向垂直者繩波彈簧波電磁波縱波疏密波波的前進方向與介質振動方向平行者聲波彈簧

7、波彈簧的縱波繩子的橫波 註：水波傳播時，水分子運動的軌跡近似圓周，故水波不是單純的橫波或縱波，而是混合波，如下圖。 4. 週期波：若使介質做連續而有規則的振動，則所產生的波形稱為週期波。波峰振動的最高點圖中ACE波谷振動的最低點圖中BDF平衡點平衡位置振動位移為零的點圖中GHI振幅各點振動的最大位移量值即最高點及最低點到平衡點的距離波長相鄰兩波峰或兩波谷之間的距離即通常以表示週期完成一次完整的振動所需的時間通常以T表示頻率單位時間內振動的次數（單位Hz）通常以f表示波速波速 vf1 範例 波動的性質以下有關波動現象的一般特性，哪一項是錯誤的？【83.推甄】(A)可傳遞能量和擾動(B)有干涉及繞

8、射的現象(C)遇不同介質，有反射及折射現象(D)傳遞波動的介質，會隨著波傳播出去答案解析傳遞波動之介質並不隨波前進。（(D)田中稻桿隨風搖擺的運動，是稻桿受風而產生的搖擺運動，並不是波動。）類題 下面哪個現象屬於波動現象？(A)廣告看板上的走馬燈(B)運動會中學生波浪舞的表演(C)電腦螢幕上模擬的水波圖樣 (D)田中稻桿隨風搖擺的運動(E)石子落水造成水面的搖晃：。2 範例 波的種類、介質的振動判別試回答下列有關波的問題：(1) 下面哪一種波的傳播，不需要依賴介質？(A)水波(B)繩波(C)光波(D)地震波(E)聲波(F)繩波(G)彈簧波(2) 右圖為一向左前進的橫波，則下列有關波上a、b、c

9、、d四點的描述何者正確？(A) a點的振動方向往下(B) b點的振動方向往上(C) c點的振動方向往左(D) d點的振動方向往上(E) b點的振動方向往左答案(1)；(2)解析(1) 光波為電磁波，不需要介質的傳遞。(2) 由右圖可知a點及d點的振動方向往上 b點及c點 的振動方向往下。（2.波經過P點的過程中，P的高度先增加後減少，且波離開後，P點的能量與波到達前一樣。）類題 當三角波的橫波由左向右傳播時，下列有關介質中P點的敘述哪些正確？(A)波到達前，P點靜止不動(B)波經過P點的過程中，P的高度會逐漸增大(C)波經過P點的過程中，P會向右移動少許距離(D)波經過P點的過程中，P的高度先

10、增加後減少(E)波離開後，P點的能量比波到達前多：。3 範例 週期波的性質圖中實線為一列向右方行進的橫波在t0時的波形，而虛線則為此列橫波在t1.0秒時的波形，若此列橫波的週期為T，且0.4秒T0.5秒，則：(1) 振幅為何？(2) 波長為何？ (3) 週期為何？頻率又為何？(4) 波速為何？(5) 在1秒內，A、B、C、D四個質點移動的路徑長各為何？答案(1) 4公分；(2) 4公尺；(3) 秒，Hz；(4) 9公尺秒；(5) 36公分解析(1) 振幅為4 公分；(2) 波長為4 公尺；(3) 假設波前進了（n）T的時間，則（n）T1 T，又0.4秒T0.5秒，所以 0.40.5 n，因此n

11、2，週期T秒，頻率fHz；(4) vf 49公尺秒；(5) 質點運動了2週期，所以A、B、C、D的運動路徑長皆為4 8 436 公分類題 右圖所示的實線為某向左行進的橫波在t0秒時的波形，而虛線則為t1秒時的波形，已知橫波的週期為T，且0.7秒T0.9秒，則：(1) 振幅為何？(2) 波長為何？(3) 週期為何？頻率又為何？(4) 波速為何？(5) 在兩秒內，A、B、C、D四個質點移動的路徑長各為何？：。A、B、C、D的運動路徑長皆為8 2 420 公分。）(5)質點運動了2週期，所以週期T秒，頻率fHz；(4) vf 810公尺秒；1 T，0.70.9 0.86n1.18， n1，（1.(1

12、)振幅為2 公尺；(2)波長為8 公尺；(3)假設波前進了（n）T的時間，則（n）T2水波（南一版p.121） 1. 水波槽實驗：右圖所示的水波槽實驗裝置是觀察水波性質的利器，圖中以小馬達驅動的長條木棒，可產生直線波；棒上另裝的小塑膠球在觸及水面時，可作為點波源，產生圓形波。強光源裝置在水波槽的上方，在槽下方放置一張白紙，入射光將水波的影像投射在白紙上，可以方便地觀察水波的傳播情形。下圖(a)所示的照片為當水波槽內產生直線週期波時，在某一時刻槽下方白紙上所顯示的影像。水面上的凸起處能會聚光線，在白紙上顯現亮紋；凹下處發散光線，顯現暗紋。水波槽實驗裝置()()(a) 2. 波前：(1) 將振動位

13、置相同的點所連起來的線或面稱為波前。 ： 上頁圖(a)中的亮紋中心為同一時刻相鄰波峰的連線，暗紋中心為同一時刻相鄰波谷的連線。 上頁圖(b)為點波源所產生的週期圓形波，波沿向外輻射的方向行進（波前為圓形）。(2) 波的傳播方向與波前互相垂直 ：水波的相鄰波峰連線為一波前，由觀察可知波的行進方向和波前垂直。 3. 水波的反射：(1) 利用水波槽實驗裝置，在槽中斜置一直線形障礙物，由直線波起波器產生的一脈波，遇障礙物時會發生反射，如下圖(a)所示。下圖(b)所示為水波反射時的示意圖，圖中界面（障礙物）的垂直線為法線，入射波的行進方向垂直於入射波的波前，入射線和法線的夾角為入射角i；反射波的行進方向

14、垂直於反射波的波前，反射線和法線的夾角為反射角r。 (a)(b)(2) 反射定律： 入射線與反射線在法線兩側，且三線共平面。 入射角等於反射角。 4. 水波的折射：(1) 水波的傳播速率和水的深度有關。如下圖(a)所示的水波槽實驗照片，槽中墊上塑膠板區分出深水區和淺水區，由下圖(a)中可看出水波在深水區傳播時的波長較在淺水區時為長。因為水波的頻率不變，所以水波在深水區的速率較在淺水區為快。由於水波在深水和淺水的波速不同，我們視深水區和淺水區為不同的傳播介質。當水波由一種介質進入另一種不同的介質時，若其入射方向不垂直於兩介質的界面，則其前進方向會發生偏折如圖(b)，這種現象稱為折射（refrac

15、tion）。下頁右上圖交界面的垂直線為法線，入射線與法線的夾角稱為入射角i，折射線的夾角稱為折射角r。 (a)(b)(2) 折射定律 入射線與折射線在法線兩側，且三線共平面。 入射角與折射角的正弦比為定值。 常數（之後的課程會提到， 在此同學先有概念即 可） 5. 水波的繞射與干涉：(1) 繞射：繞射是波動的一種現象，當水波行進時，若遇到障礙物，仍可繞過阻礙而出現，也可以通過空隙後，往各方向傳播，此現象稱為波的繞射；當波長與障礙物或空隙大小相近時較容易觀察到繞射的現象，如下圖(a)(b)。(a) (b) (c)水波槽實驗中兩圓形波相遇形成的干涉條紋通過與波長相近的小孔較容易觀察到繞射現象(2)

16、 干涉：沿同一直線往返傳播的波動能夠互相疊加。兩個以上的波在二維以上的介質或空間中傳播時，也會互相疊加，稱為干涉。例如水波槽中有兩個波源同時振動時，在水波槽中會看到明暗相間的干涉條紋，如上圖(c)。4 範例 水波的反射在水波槽實驗時，如右圖所示的直線形入射波（虛線代表之）遇到直線形障礙物後，哪一條直線最能代表反射波的波形？答案解析如右圖，畫出入射線，再利用反射定律得到反射線，進而畫出反射波前。（由圖可得入射角40，則反射角反射波前與障礙物夾角40，故(D)正確。）類題 如右圖是一直線形水波遇障礙物反射的情形，已知入射波前與反射面成40，則反射波波前與反射線方向，下列何者正確？(A)(B)(C)

17、(D)：。5 範例 水波的反射水波中之脈動自甲區傳至乙區，如右圖所示。已知甲區之脈動之波前與兩區界線所成角度為45；又乙區脈動之波前與界線所成角度為120，則下列敘述何者正確？ (A)造成這種水波行進方向偏折的原因是因為水波速率的改變 (B)甲區是淺水區，乙區是深水區(C)甲區是深水區，乙區是淺水區(D)入射角為45，折射角為60(E)入射角為45，折射角為30 答案解析入射波前與界線夾45，所以入射角為45，折射波前與界線夾（180 120）60，所以折射角為60，因此折射線偏離法線，所以甲區為淺水區，乙區為深水區。（入射波波前與界面夾角入射角60。折射波波前與界面夾角折射角30。所以A為深

18、水區，B為淺水區。）類題 一直線波列在水波槽中前進，在深淺不同的A、B界面處發生折射，已知入射波的波前與界面夾角為60，折射波的波前與界面夾角為30，則下列敘述哪些正確？(A)入射角為60(B)入射角為30(C)折射角為30(D) B為淺水區(E) A為淺水區：。6 範例 水波的反射下列哪一圖形較能說明在水波槽中，一列直線波經過小狹縫後，其波前的變化情形？（假定水波槽內的水深各處相同）(A) (B) (C) (D) (E)答案解析水波通過狹縫時，行進方向會改變，如右圖所示。（值愈大，繞射愈顯著，值愈小，則繞射不明顯。(D)選項中，為各選項中的最小值，故繞射最不明顯。）類題 下列作水波繞射時，缺

19、口寬度w，長度，何者最不顯著？(A) w5 cm，5 cm (B) w5 cm，7 cm(C) w4 cm，10 cm(D) w10 cm，5 cm(E) w10 cm，8 cm：。7 範例 波的干射抖動繩子兩端形成繩波，當兩繩波交會時，會因干涉而產生不同的波形，則有關波的干涉，下列敘述何者正確？(A)兩波互相疊加時，其合成波振幅必變大(B)兩波互相疊加時，其合成波振幅必變小(C)兩波互相疊加時，其波形必相消(D)兩波互相疊加時，其波形必相長(E)兩波交會後，其波形不變 答案解析兩波交會時，波形振幅皆會改變，若是相長干涉，則波形、振幅會變大；若是相消干涉，則波形、振幅會變小。兩波交會後其波長、

20、振幅、頻率、行進方向、行進速度等皆不變。（經一極短時間t後，上半圓波向右移一些，下半圓波向左移一些，A、C之間的合成波在平衡位置下方，C、B之間的合成波在平衡位置上方，如右圖所示。）類題 如右圖，兩相同而上下顛倒的半圓形波相向運動而重疊時，經過一極短時間後，下列敘述何者正確？(A)兩波重疊時A點位移為零(B)兩波重疊時A點位移為正(C)兩波重疊時B點位移為零(D)兩波重疊時B點位移為負(E)兩波重疊時C點位移為零：。3物理學的範疇（南一版p.10） 1. 聲音產生的條件：(1) 振動體急速的震動。(2) 需要有介質（例如空氣）。 ： 撥動琴弦會發出聲音 敲擊音叉所發出的聲音，輕觸水面會看到水花

21、濺射， 如右圖。 2. 聲波的性質：發出聲音的音叉輕觸水面會濺開水花(1) 聲波是一種力學波。(2) 空氣中的聲波是一種縱波，它是靠分子與分子之間的振動，將波傳到遠處。(3) 在乾燥空氣中的聲速vs3310.6t（單位vs：公尺秒，t：攝氏溫度（） ：在溫度15 的空氣中，聲速約為340 ms。(4) 介質不同，聲速也不同，一般而言，聲波在各種介質中的傳播速率為固體液體氣體。在25 時聲波在不同介質中的傳播速率介質聲速（ms）介質聲速（ms）空氣346尼龍1800鉛1210銅3750水銀1450鋁5000淡水1497玻璃5170海水1535銅5180 3. 聲波的反射：(1) 回聲：聲音在傳播

22、的過程中，有一部分會被吸收，有一部分會被障礙物彈回來，被彈回來的稱為回聲。 遵守反射定律。 反射聲波的波速、頻率、週期、波長與原入射聲波相同。 振幅可能改變。 回聲與原聲必須相隔約0.1秒以上，人耳才可能察覺。 應用：(a) 聲納：在水中發出聲波，利用反射波傳回的時間長短，船舶可以測出海水深度。(b) 醫療：可利用頻率大於20000Hz的聲波來掃瞄胎兒的位置。(2) 人耳的聽覺頻率範圍： 一般人所能聽到的聲波範圍為20赫茲至20000赫茲，稱為可聞聲。超聲（音）波頻率大於20000赫茲的波聲下波（次聲波）頻率小於20赫茲的波 超聲波應用：(a) 清洗：超聲波可用來清洗眼鏡、珠寶、首飾及精密儀器

23、(b) 醫療：超聲波可用來掃瞄胎兒的位置，亦可用來擊碎腎結石、腦部瘀血。 聲下波應用：許多自然災害如地震、火山爆發、龍捲風等在發生前都會發出聲下波，因此科學家常利用聲下波來研究天災及地質、大氣結構等。 4. 聲音的繞射：因為聲波的波長比一般障礙物長度還大，所以容易繞過障礙物，稱為聲音的繞射。 ：隔牆有耳。 5. 都卜勒效應：當我們站在路邊，看著嗚叫著警笛的救火車從遠處疾駛而來，又從眼前呼嘯而去，會覺得警笛聲的音調有高低的變化，救火車接近時較高，而遠離時則轉低。這種因為聲源與觀察者之間的相對運動，使得聲源的音調聽起來有高低變化的現象，稱為都卜勒效應。(1) 在聲源移動前方的觀察者所觀察到的波長會

24、變短；在聲源移動後方的觀察者所觀察到的波長會變短。(2) 在聲源移動前方的觀察者會聽到較高的頻率；在聲源移動後方的觀察者會聽到較低的頻率。 警察用來取締違規超速度的超速雷達也是都卜勒效應的應用。 天體中的星球，若向地球運動，吾人在其光譜中發現光源中的波長變長（紅位移），得知宇宙是在膨脹的。 蝙蝠也是利用都卜勒效應來偵測前行的方向及補食獵物。8 範例 聲波的性質下列有關空氣中聲波的敘述何者正確？(A)超聲波的波速超快(B)頻率愈高的聲波，聲音強度愈強(C)波峰與波谷之間的距離稱為波長(D)振幅愈大，聲音強度愈強【84.推甄】答案解析(A)超聲波僅是頻率較大，與聲速無關；(B)(D)聲音強度與振幅

25、有關；(C)波峰與波谷相距為半個波長。（聲音屬於力學波，需要靠介質分子間的交互作用才能傳播能量與擾動。）類題 有關聲音性質的敘述，下列何者錯誤？(A)聲音的傳播不需要靠介質(B)聲波在行進中可以反射或折射(C)聲音是一種能量傳播的現象(D)聲音在空氣中傳播為一種縱波：。9 範例 聲音的速度一儲氣槽因不慎爆炸，小美位於圖中的甲地，先看到發出的火光，5秒後才聽到爆炸聲，小明於乙地則是在看到火光後10秒才聽到爆炸聲。若聲速為v0公尺秒，則爆炸的儲氣槽可能位於如右圖所示的哪些方塊區？（應選兩項）【89.推甄】答案KN解析d甲 5v0d乙 10v0 2d甲 可知儲氣槽可能位於K或N區（時間差一秒，所以某

26、人與甲、乙之距離差為一格，聲音由甲傳至A距離為3格，由乙傳至A距離為4.1格，相差約為1格。）類題 在城市中的甲、乙兩化工廠同時爆炸，在某處有一人在火光產生時先聽到甲工廠的爆炸聲；再隔約略一秒又聽到乙工廠的爆炸聲。若聲速每秒可傳遞相當於圖中一格的距離，則某人最有可能在地圖中的哪一處？(A) A(B) B(C) C(D) D(E) E：。10 範例 聲音的反射王老師站立在學校操場上，為百公尺賽跑鳴槍。她於槍響後0.3秒聽到槍聲經牆壁甲反射的回聲，再經0.4秒聽到經牆壁乙反射的回聲。若聲速為v0公尺秒，則王老師站立於右圖中(A)至(I)的哪一方塊區？ 【92.學測補考】答案解析槍響後0.3秒聽到槍

27、聲經牆壁甲反射的回聲，所以與甲牆相距0.15 v0，經0.7秒聽到經牆壁乙反射的回聲，所以與乙牆相距0.35 v0之區域，故選(D)。（第1次敲擊與第21次敲擊的時間內，聲音來回20次，因此：聲速v320（ms）。）類題 某人站在一面大磚牆前80公尺處，以木槌敲擊木塊，每當聽到磚牆反射的回聲時，立即再次敲擊。若第1次敲擊與第21次敲擊的時間間隔為10.0秒，則當時的聲速約為多少公尺秒？【91.學測補考】(A) 160(B) 180(C) 320(D) 340(E) 360：。11 範例 超聲波人耳可聽到的聲波頻率範圍約為20 Hz至20,000 Hz之間，稱為可聞聲，頻率高於20,000 Hz

28、的聲波稱為超聲波，頻率低於20 Hz的聲波稱為聲下波。狗可聽到50,000 Hz的聲波，貓可聽到70,000 Hz的聲波，而蝙蝠發出的聲波頻率高達120,000 Hz。若空氣中之聲速為340 ms，則下列的敘述，何者不正確？【97.研究試卷】(A)貓和狗可聽到人耳所不能聽到的超聲波(B)貓和狗可聽到蝙蝠所發出的超聲波(C)貓和狗可聽到波長1 公分的聲波(D)聲下波波長大於17 公尺(E)超聲波波長小於1.7 公分答案解析(B)蝙蝠發出的聲波頻率高達120,000 Hz，但是貓狗卻聽不到。(C)(D)頻率20 Hz所對應的波長為17 m；頻率20000 Hz所對應的波長為0.017 m1.7 c

29、m類題 1. 下列關於超聲波的敘述，何者正確？【85.推甄】(A)超聲波是波速高於一般聲音的聲波(B)超聲波是強度高於一般聲音的聲波(C)超聲波是振幅大於一般聲音的聲波(D)超聲波是頻率高於一般聲音的聲波(E)超聲波是能量高於一般聲音的聲波：。（1.人耳所能聽到的聲音，頻率約在20赫到20000赫之間，高出此範圍的疏密波叫做超聲波。）2. 醫生替人作產前檢查常用超聲波，工程師檢測橋樑的安全性也用超聲波。這類的超聲波人們無法聽到，原因為何？【90.推甄】(A)波長太長(B)頻率太高(C)強度太大(D)速度太快：。（2.頻率大於正常人所能接收的最大頻率20000赫聲波稱為超聲波。）12 範例 公制

30、單位系統某人騎著機車，在著鐵軌旁的公路上與火車等速率相向而行，火車正鳴笛而行，笛聲頻率為1200赫茲，若機車上的速度表顯示72公里時，則：(A)機車騎士測得的頻率為1200赫茲(B)平交道旁的路人聽到的頻率可能大於1200赫茲(C)平交道旁的路人聽到的頻率可能小於1200赫茲(D)機車與火車交錯而過後，機車騎士可以測到大於1200赫茲的頻率(E)如果火車尚未錯車前機車便減速而行，機車騎士可以測到低於1200赫茲的頻率答案解析(A)機車騎士與火車是相對接近，所以聽到的笛聲頻率大於1200赫茲。(B)(C)若火車向路人方向駛來，則路人聽到的笛聲頻率大於1200赫茲；火車遠離路人方向，則路人聽到的笛

31、聲頻率小於1200赫茲。(D)機車與火車交錯而過後，機車騎士可以測到小於1200赫茲的頻率。(E)機車雖減速，但與火車仍為相對接近，所以聽到的笛聲頻率大於1200赫茲。類題 有關都卜勒效應，下列哪些正確？(A)波源靠近位置固定的觀測者時，觀測到的頻率會增加(B)波源靠近位置固定的觀測者時，觀測到的波長會減小(C)觀測者靠近固定位置的波源時，觀測到的頻率會增加(D)觀測者靠近固定位置的波源時，觀測到的波長會增大(E)觀測者與波源相互靠近時，觀測到的頻率會增加（(D)觀測者靠近靜止的波源，觀測到的波速增加，但波長不變，導致頻率增大。）：。6-1課後練習一、單一選擇題（1. f3 T秒，2秒內共經過

32、6個週期質點經一個週期，振動四個振幅，即0.4米，質點經6個週期，共振動24個振幅，路徑總長為2.4米。）( ) 1. 一橫波的振動頻率為3赫茲，振幅0.1米，相鄰兩波峰相距0.5米，則在2秒內，波上某質點所經過的路徑長為多少米？(A) 0.6(B) 1.2(C) 1.8(D) 2.4(E) 3.0（2. f4（Hz），vf10 440（cms）。）( ) 2. 某彈簧繩上一週期波通過時，其質點在5秒內振動20次，若波長為10 cm，則波速為多少cms？(A) 2.5(B) 5(C) 20(D) 40(E) 1000（3.介質振動方向與能量傳播方向相同時，稱為縱波。）( ) 3. 下列有關力學

33、波的敘述，何者不正確？(A)介質振動方向與能量傳播方向相同時，稱為橫波(B)力學波的能量與振幅有關(C)介質的振動頻率由振源決定(D)介質僅在原地附近來回震盪(E)介質振盪的方向與能量傳播方向不一定平行（4. P點的振動方向之順序為、。）( ) 4. 如右圖的橫波，通過弦上P點期間，質點的振動方向為下列何者？(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、( ) 5. 如右圖，實線為一列向右行進的橫波在t0時的波形，而虛線則為此列橫波在t0.5秒時的波形，若此列橫波週期為T，且0.16秒T0.25秒，則此列橫波波速為多少ms？(A) 14(B) 18(C) 30(D) 34(E) 46（6.如圖所示，

34、入射角反射角15，反射線與反射面夾角75。）( ) 6. 水面有一直線波，其入射波波前與直線反射面夾15，則反射波進行方向與反射面夾角為：(A) 15 (B) 30(C) 75(D) 115 (E) 165（7.同一條波前上每個點，振動方式相同，即同為波峰，或同為波谷。）( ) 7. 在水波槽實驗直線波的觀察中，若AB兩點落在同一個波前上，如右圖所示，則：(A) AB兩點的振動位移不一定相同(B) AB兩點的振動速度不一定相同(C) AB兩點振動方向一定相同(D) AB兩點必為波谷(E) AB兩點必為波峰（8.聲波波長較長，易產生繞射，繞過障礙物。）( ) 8. 在日常生活中我們常發現光線很容

35、易被屏障物擋住，但聲波卻不容易被擋住，造成這個差異的主要原因是：(A)光波是橫波，聲波是縱波(B)光波速度快，聲波速度慢(C)光波的波長短，聲波的波長較長(D)聲波要依賴空氣傳遞，而光波不需要 (E)光波容易被吸收，聲波容易被反彈（9.聲速與傳波介質及溫度有關，與頻率、振幅（響度）無關，如在空氣中聲速為331 0.6t（ms）。）( ) 9. 三個人在操場上談話，小英的聲音又尖又高，小強的聲音宏亮大聲，小雯說話又快又急。這些聲音在空氣中散播開來，何者傳得最快？【84.推甄】(A)小英的聲音傳得最快(B)小強的聲音傳得最快(C)小雯的聲音傳得最快(D)三人的聲音傳得一樣快 ( )10. 海水中聲

36、速約1500公尺秒。潛艇每隔10秒發出一個聲波脈衝，探測海底。若偵測到的聲波（包含發射波與反射波）強度隨時間變化如右圖，則潛艇距離海底約是多少公尺？【94.學測】(A) 1500(B) 3000(C) 4500(D) 9000(E) 15000得地震P波後，再經3880秒會遭受海嘯襲擊。）3800，即該城市測（11.海嘯由震央出開始傳遞，則利用時間差，( )11. 海底地殼變動引起之大地震可能造成海嘯，地震波可分為P波與S波，假設P波波速為5 kms、S波波速為3 kms、海嘯引發之海水平均波速為150 ms。發生於去年12月26日的南亞海底大地震，某海岸城市距其震央600 km，試問該城市測

37、得地震後，最快多少秒可能遭受海嘯襲擊？【94.學測】(A) 120(B) 200(C) 3800(D) 3880(E) 4000（12.聲波由空氣進入水中，頻率不變，速率變快，波長變長。）( )12. 某聲波在空氣中傳播時的頻率為f 1，波長為1 ，當折射進入水中傳播時的頻率為 f 2，波長為2，則下列的關係，何者正確？ 【96.學測】(A) f 1 f 2(B)1 2(C) f 2 f 1(D)2 1（13.當聲源漸趨近聽者時，聽者所聽得之聲音頻率變大，波長變短，速度不變。）( )13. 當聲源漸趨近聽者時，聽者所聽得之聲音為：(A)頻率不變，但速度變快(B)頻率較聲源所發之頻率為大(C)頻

38、率較聲源所發之頻率為小(D)頻率不變，但速度變慢(E)聽者所觀察到的波長變長（14.波長增長，頻率變短，表示星球正在遠離地球。）( )14. 觀測極遠的星球光譜，發現其有波長增長的現象，其主要原因為：(A)星球離地球太遠(B)發出的光線經大氣折射的關係(C)此星球正在接近地球(D)此星球正在遠離地球(E)資料不足，無法確定（15.護車接近你時，你聽到的聲音變大，且頻率增加，救護車遠離你時，你聽到的聲音變小，且頻率減少。）( )15. 站在路邊等公車，突然有救護車鳴笛急駛而經過面前，則：(A)當救護車接近時可以聽出警笛音調較低(B)當救護車遠離時，可以聽到警笛音調較低(C)救護車接近或遠離，警笛

39、的音調聽來應不會有差異(D)當救護車接近時可以聽出警笛音調不變但是聲音變小(E)當救護車接近時，可以聽出警笛音調不變但是聲音變大（1. (A)(E)深水區波速快，淺水區波速慢，所以水波由深水區進入到淺水區時，折射線會偏向法線，即入射角大於折射角；(B)頻率不會變。(D)當水波垂直界面時，行進方向不變。）二、多重選擇題( ) 1. 下列有關水波折射的敘述，何者為正確？（2. (A)彈簧振動的行進波，可能為縱波或橫波；(B)電磁波傳播時，不需任何介質；(E)在空氣中的聲波為縱波，但在固體中時，聲波可為橫波。）(A)水波由深水區進入到淺水區時，入射角恆大於折射角(B)水波由深水區進入到淺水區時，頻率

40、會改變(C)水波折射的原因是因為速率的改變(D)水波由深水區進入到淺水區時，行進方向一定會改變(E)入射角大於折射角時，入射波速也大於折射波速( ) 2. 下列有關波的敘述，哪些正確？(A)彈簧中有波進行的部分，其質點振動方向必垂直於波之進行方向(B)波動可傳遞動能，但不能傳遞介質(C)凡是波動，必須藉由介質方能進行(D)介質僅在原地附近來回震盪(E)聲波為橫波( ) 3. 如右圖為一簡諧橫波在某時刻的波形圖形，已知波向右（3. (B) P點正向上振動。(C)4m；f1（Hz）。(D) T1秒。P點在2秒內，經過2個週期，振動的路徑長為8個振幅，即0.02 80.16 m。(E) P點向上振動

41、，所以速度向上。）傳播的速度v4 ms，則由圖可知：(A)質點P的振幅是2 cm(B)質點P在此時刻正向平衡位置運動(C)質點P之振動頻率為1 Hz(D)質點P在2秒內走過的路程為0.16 m(E)質點P的速度向右( ) 4. 一橫波在X軸上傳播，某時刻的波形如右圖所示，已知此時質點D的運動方向向下，則下列敘述者正確？(A)此波朝X軸的負方向傳播(B)質點F此時向下運動(C)質點B將比質點C先回到平衡位置(D)質點E向上運動(E)質點H的振幅為零（4. (A)已知D點運動方向向下，故此橫波應向負X軸方向傳播；(B)(C)如圖所示，F點向下運動，B點向上運動，故C點先回到平衡位置。(D) E點向下運動；(E) H點的振幅不為零。）(