振动与波振动与波.PPT.pptxVIP

CHAPTER 10;振動與波;課本 P.2;課本 P.2;我們由此可知： 物質的振動或擾動產生了波 （圖10-2）。 只會傳遞波形，將能量傳播出去；但不會將物質傳送出去。;若以波的運動情形來看，我們可以看到，黑色表示目前波的形狀，而紅色表示未來波的形狀（圖10-3）。而箭頭向上的部分，繩子將會向上運動；箭頭向下的部分，繩子將會向下運動。也可以看到當波形經過後，繩子將會回復到平衡位置。;二、 波的種類 波的種類分法可以依波源的振動次數、需要介質與否和依介質運動方向和波的前進方向來做區分。;(一)依波源的振動次數 波源的振動可能是一次或規則的振動，依此分為脈波和週期波。 脈波 波源只短暫的做不連續的振動所產生的波。 週期波 波源作連續?有規則的振動所產生的波。;(二)依需要介質與否 所謂介質就是傳播的物質；依這種分法，波可以分為力學波和非力學波。 1.力學波 又稱機械波。需要介質傳播的波就叫做力學波。大部分的波都需要介質來傳播；例如水波、繩波和彈簧波等。;課本 P.3;課本 P.4;1.橫波 又稱高低波。介質運動方向和波的前進方向垂直的波叫做橫波。以繩波為例：介質在波經過時做上下往返的運動，和波前進的方向相垂直，如圖10-5所示。;2.縱波 又稱疏密波。介質運動和波的前進方向平行的波叫做縱波。以彈簧波為例：介質在波經過時做前後往返的運動，和波前進的方向相平行，如圖10-6所示。;縱波只有三種：彈簧波、地震波和聲波，其中彈簧波和地震波要視其振動的方式來斷定是否為縱波，是比較特殊的例子。;除了以上橫波和縱波之外，水波（圖10-7）目前被歸類為混合波，是最特殊的一種，因為 水波除了像橫波的情形之外，在傳遞波形時， 水分子會做圓形的運動，也就是有縱波的性質，所以水波被歸類為混合波。;週期波;課本 P.5;繩波的最高處，即最大正位移處，有如山峰的最高處，稱為波峰(crest)；而繩波的最低處，即最大負位移處，有如山谷的最低處，稱為波谷 (trough)。;課本 P.5;課本 P.6;課本 P.6;課本 P.6;課本 P.7;課本 P.7;圖10-9;第三節 繩波的反射和透射 以上我們所討論的都是波在同一介質中的行進，但是，波在行進時會有許??不同的狀況，包含了波從一個介質進入到另一個介質，或者是波在行進時碰撞到障礙物的情況，這將會使得波受到影響而會有不同的表現。 我們以繩波為例，?為了簡化討論的情形，所以我們只取用一個脈波的繩波，如圖10-10所示。;如此，我們可以簡單的來討論繩波在遇到不同介質或遇到障礙物的情形。 首先，我們將繩子的末端固定綁在牆壁，我們稱此端為固定端；當繩波向牆壁行進時，我們稱此波為入射波；而繩波在遇到固定端之後，會反射回來，我們稱此波為反射波。;課本 P.8;若我們將繩子的末端綁在一個柱子上的鐵環，鐵環可以有空間的搖動，我們稱這一端為自由端；當繩波向柱子行進時，我們稱此波為入射波；而繩波在遇到自由端之後，會反射回來，我們稱此波為反射波。我們觀察後，可以發現：若為自由端，則此繩波的反射波會形成一個左右相反但上下沒有顛倒的一個反射波，如圖10-12所示。;課本 P.8;若我們將繩波自細繩進入粗繩；當繩波自細繩向粗繩行進時，我們稱此波為入射波；繩波在遇到粗繩之後，會反射回來的部分，此波我們稱為反射波；繩波在遇到粗繩之後，會透射進入粗繩繼續前進，我們稱此波為透射波。觀察後可以發現：透射波有如原先繩波的形狀，繼續前進，但振幅變小；而反射波有為固定端的反射，則此繩波會形成一個上下顛倒左右相反的一個反射波，如圖10-13所示。;課本 P.9;若我們將繩波自粗繩進入細繩；當繩波自粗繩向細繩行進時，我們稱此波為入射波；繩波在遇到細繩之後，會反射回來的部分，此波我們稱為反射波；繩波在遇到細繩之後，會透射進入細繩繼續前進，此波我們稱此波為透射波。觀察後可以發現：透射波有如原先繩波的形狀，繼續前進；而反射波有為自由端的反射，則此繩波會形成一個左右相反但上下?沒顛倒的一個反射波，如圖10-14所示。;課本 P.9;課本 P.9;課本 P.9;第四節;課本;課本 P.10;我們可以整理波的重疊原理： 兩波交會時，合成波的波形為兩波的位移向量和。交會後，兩波維持原波形繼續前進。;重疊原理可以在水波槽的實驗及繩波的實驗中得 到證實，所以在電視卡通「七龍珠」（Dragon Ball）中孫悟空的龜派氣功可能就要令七龍珠迷大失所望，因為龜派氣功波和對手的氣功彈也必需 符合波的重疊原理（圖10-19），所以兩個氣功在交會?不會爆炸就結束了，而是會在重疊後，兩 氣功波各走各的，互相的傷到對方。;電影「星際大戰」（Star Wars）中的天行者路克 和敵人拿著光劍互砍也會和電影中的情節不同（圖 10-20），有如兩隻雷射筆的雷射，在互相交會後，不會像一般的刀劍