水波的反射水波的反射ppt课件.ppt

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1、第六章波6-1波的性質波動的現象波動：介質受到擾動，將擾動向前（外）傳遞的現象，即振動由波源處依序往外傳遞的現象傳遞波動的物質稱為介質。p.135波動的性質當波動通過時，質點跟著上下移動，如圖中P點；但波動傳過後，它又恢復靜止，並未隨著波動前進。波動並不傳遞物質，它只傳遞擾動的能量。p.135繩波的觀察圖中波向右行進時，繩上P點僅作上下運動，而不是向右運動。圖中波向右行進時，繩上1、2、3各點向上運動，4、5、6各點則是向下運動。p.135波的分類(一)：依波傳播時是否需要介質，可分為：力學波（機械波）：需介質才能傳播，如：繩波、水波、聲波。電磁波：在真空中亦可傳播

2、，如：無線電波、紅外光、可見光、紫外光。p.136波的分類(二)：依介質振動方向與波行進方向可分為：橫波：介質的振動方向和波的行進方向垂直。(動畫)縱波：介質的振動方向和波的行進方向平行。(動畫)按此觀看影片-各種波動（02：16）p.136試問：水波為橫波或縱波？p.136解答：水波是橫波和縱波的混合，不是單純的橫波或縱波。當水波在水面上向右傳播時，水面上的質點作圓周運動。週期波的描述週期波若將繩子振動端做連續且有規律的上下振動，則所產生的波稱為週期波。名詞解釋(以橫波為例)振幅►波峰►波谷►頻率►週期►波形的最高點，稱為波峰波形的最低點，稱為波谷週期（T）：繩

3、上各點做一次完整振動所需的時間，單位：秒頻率（f）：繩上的質點在每秒內所做完整振動的次數，單位：1∕秒，赫茲（Hz），簡稱赫繩上各點從未振動前的位置算起所能移動的最大距離稱為振幅（amplitude）p.137波速波速：波在介質中傳遞的速率或是波形移動的速率在一個週期的時間內，波前進了一個波長的距離。波速是由介質的性質和狀況來決定，在同一介質中週期波頻率增加，並不會使波速增加，而會使波長減短。由動畫理解此公式p.138例1：在一彈性繩的一端振動產生週期波，每秒振動60次，經測量得知所產生的波在繩上的波速為72公尺∕秒，則繩上的波長是多少？振動的週期又是多少？由v＝fλ可

4、得72＝60×λ，故波長λ＝1.2公尺。週期與頻率互為倒數，週期T＝1/f，得週期T＝1/60秒。例2：一個半徑為30公分的臉盆內盛水半滿，在圓心的正上方處有一會滴水的水龍頭，已知水滴落入臉盆內所產生的圓形水波到達臉盆邊緣需歷時0.5秒，相鄰兩圓形水波的距離為5公分，則水龍頭滴水的頻率為多少赫茲？﹝提示：水波依然會遵守運動學的基本概念﹞由題意可知，水波移動的速率v＝＝＝60（cm/s），而水波的波長為5公分，又因v＝fλ60＝f5f＝12（Hz）。水波的觀察(一)水波為平面波，水波凸出水面的波紋相當於凸透鏡，能會聚光線，在白幕上形成亮紋；反之，水波凹入水面

5、的波紋相當於凹透鏡，能發散光線，在白幕上形成暗紋。p.143水波的觀察(二)照片中白色的圓是亮紋，表示凸出水面的波紋，亮紋中央處為波峰；黑色的圓則是暗紋，為凹入水面的波紋所形成，暗紋中央處為波谷。波前（wavefront）照片中每一條亮紋中央可看成相鄰波峰的連線。介質中相鄰且振動位移相同（如波峰、波谷……）的點之連線，稱為波前，但不限定是波峰或波谷。波的行進方向與波前垂直，如圖中紅色箭頭就是波行進方向。上圖為圓形波，下圖為直線波。例1例1：使用水波槽做水的波動實驗時，下列敘述中何者正確？(A)實驗中起波器的起波頻率必須保持一定(B)白幕上的亮帶相當於水波的波谷(C)進行

6、「水波的折射」實驗時，需使用密度不同的兩種液體(D)水波遇到障礙物反射後，滿足反射定律及波速不變的原則(E)在白幕上測得的波長，等於實際水波的波長。例1答案答案：(A)(D)(B)白幕上的亮帶相當於水波的波峰。(C)「水波的折射」實驗，是以深水、淺水區作為兩種不同的介質。(E)白幕上測得的波長，大於實際水波的波長。這是因為水波槽中，波長經過投影的結果。水波的反射水波的反射：水波傳遞遇到障礙物時，傳遞方向改變的現象。名稱介紹法線▼入射線▼反射線▼入射角▼反射角▼與界面(障礙物)垂直的線，如圖中黑色虛線。入射波的行進方向，如圖中紅色箭頭。反射波的行進方向，如圖中

7、藍色箭頭。入射線與法線的夾角，如圖中θ1。反射線與法線的夾角，如圖中θ2。p.140反射定律水波的反射定律入射角θ1等於反射角θ2。入射線、反射線在法線的不同側，且三線在同一平面上。水波的折射水波在深水區與淺水區的波速並不相同，深水區波速較快，因此深水區與淺水區可以視為不同的傳播介質。因波速改變，造成波行進方向偏轉的現象，稱為折射。(動畫)按此觀看影片-水波的反射、折射與應用（02：48）p.144水波的折射水波由深水區進入淺水區時，行進的方向偏向法線。折射定律水波折射定律定性描述入射線、折射線在法線的兩側，且三線在同一平面上。當入射角θ