2020 高三選修物理CH3 聲波 - SlideShare

阿Samn 的物理課本http://mysecretpark.blogspot.tw/ 3 聲波Sound Wave 聲波SOUND WAVE 高中物理2013 AUGUST 版權說明： 部分圖片來自各版本教科書 ... Successfullyreportedthisslideshow. YourSlideShareisdownloading. × Activateyour30dayfreetrial tounlockunlimitedreading. 2020高三選修物理CH3聲波 Report 阿Samn的物理課本 • Jul.31,2020 • 0likes • 657views NextSlideShares Youarereadingapreview. Activateyour30dayfreetrial tocontinuereading. ContinueforFree UpcomingSlideShare 2020CH3聲波 Loadingin…3 × 2022-選修物理3-108課綱-CH3-幾何光學-學生版.pdf 阿Samn的物理課本 CH2-聲波.pdf 阿Samn的物理課本 1-7水波 阿Samn的物理課本 高二手眼實作-Arduino教學-1-第二週.pdf 阿Samn的物理課本 1-5駐波 阿Samn的物理課本 1-3與1-4波動 阿Samn的物理課本 1-1與1-2波動.pdf 阿Samn的物理課本 2022-選修物理3-108課綱-CH2-聲波-學生版.pdf 阿Samn的物理課本 Facebook Twitter LinkedIn Size(px) Starton ShowrelatedSlideSharesatend Share Email     Topclippedslide 1of12 1of12 2020高三選修物理CH3聲波 Jul.31,2020 • 0likes • 657views Report DownloadNow Download Downloadtoreadoffline Education 中華民國高中物理教材 高三選修物理-99課綱 Readmore 阿Samn的物理課本 Follow 中華民國高中物理教材 高三選修物理-99課綱 Readmore Education Advertisement 2020CH3聲波 阿Samn的物理課本 2019CH3聲波 阿Samn的物理課本 2020高三選修物理CH2波動 阿Samn的物理課本 20173-1聲波soundwave 阿Samn的物理課本 2020CH2波動PartI 阿Samn的物理課本 20173-2-聲音的駐波 阿Samn的物理課本 Physicschapter3-sound-2015 阿Samn的物理課本 2015高三選修物理-3-2聲波的駐波 阿Samn的物理課本 Physicschapter2-wave-2015 阿Samn的物理課本 Chapter14聲波 阿Samn的物理課本 Advertisement 2020CH3聲波 阿Samn的物理課本 2019CH3聲波 阿Samn的物理課本 2020高三選修物理CH2波動 阿Samn的物理課本 20173-1聲波soundwave 阿Samn的物理課本 2020CH2波動PartI 阿Samn的物理課本 20173-2-聲音的駐波 阿Samn的物理課本 Physicschapter3-sound-2015 阿Samn的物理課本 2015高三選修物理-3-2聲波的駐波 阿Samn的物理課本 Physicschapter2-wave-2015 阿Samn的物理課本 Chapter14聲波 阿Samn的物理課本 Advertisement MoreRelatedContent Morefrom阿Samn的物理課本 2022-選修物理3-108課綱-CH3-幾何光學-學生版.pdf 阿Samn的物理課本 CH2-聲波.pdf 阿Samn的物理課本 1-7水波 阿Samn的物理課本 高二手眼實作-Arduino教學-1-第二週.pdf 阿Samn的物理課本 1-5駐波 阿Samn的物理課本 1-3與1-4波動 阿Samn的物理課本 1-1與1-2波動.pdf 阿Samn的物理課本 2022-選修物理3-108課綱-CH2-聲波-學生版.pdf 阿Samn的物理課本 2022-選修物理3-108課綱-CH1-波動-學生版.pdf 阿Samn的物理課本 CH5-熱學與理想氣體.pdf 阿Samn的物理課本 4-1-彈性碰撞 阿Samn的物理課本 3-4-力學能守恆 阿Samn的物理課本 ICT融入教學-物理科 阿Samn的物理課本 3-2-動能與功能原理 阿Samn的物理課本 2-3-動量守恆 阿Samn的物理課本 2-4-角動量 阿Samn的物理課本 3-1-功與功率 阿Samn的物理課本 22-動量與衝量 阿Samn的物理課本 4手眼實作-數據分析-教材-作圖、迴歸分析與擬合 阿Samn的物理課本 2手眼實作-常態分布-數據分析-教材 阿Samn的物理課本 Featured Irresistiblecontentforimmovableprospects VelocityPartners HowToBuildAmazingProductsThroughCustomerFeedback ProductSchool BridgingtheGapBetweenDataScience&Engineer:BuildingHigh-PerformanceT... ryanorban Introtousercentereddesign RebeccaDestello HowtoMasterDifficultConversationsatWork–Leader’sGuide Piktochart HowtoLandthatFirstCustomer Floown Howtothinklikeastartup LoicLeMeur WhattoUploadtoSlideShare SlideShare BeAGreatProductLeader(Amplify,Oct2019) AdamNash TrillionDollarCoachBook(BillCampbell) EricSchmidt APIdaysParis2019-Innovation@scale,APIsasDigitalFactories'NewMachi... apidays Afewthoughtsonworklife-balance WimVanderbauwhede Isvcstillathingfinal MarkSuster TheGaryVeeContentModel GaryVaynerchuk MammalianBrainChemistryExplainsEverything LorettaBreuning,PhD Blockchain+AI+CryptoEconomicsAreWeCreatingaCodeTsunami? DinisGuarda TheAIRush Jean-BaptisteDumont AIandMachineLearningDemystifiedbyCarolSmithatMidwestUX2017 CarolSmith 10factsaboutjobsinthefuture PewResearchCenter'sInternet&AmericanLifeProject HarrySurden-ArtificialIntelligenceandLawOverview HarrySurden Advertisement 2020高三選修物理CH3聲波 1. 阿Samn的物理課本http://mysecretpark.blogspot.tw/ 3聲波SoundWave 聲波SOUNDWAVE 高中物理 2013AUGUST 版權說明： 部分圖片來自各版本教科書或網 路，版權仍屬原創者所有 講義內容採用創用授權，不得商 業化(印給學生工本費除外) 本章的目的 人類利用聲波由來已久，以前印地安人利用大地的固 體聲波可以估計敵人的距離或數目，現代人利用聲納 可以測知水中之振動聲波以了解別艘潛艇之行蹤。

除 此之外人類也更近一步利用聲波的物理持性去解析物 體的微小影像或顯示物體之形像，例如孕婦做超音波 檢查時，得以看見腹內小嬰兒的形像動靜，而更高頻 聲波則可當做聲波顯微鏡，其所顯示出之微小物件比 目前之任何光學顯微鏡都好。

人類利用聲波由來已久，聲波在特定情況下，可以震碎玻璃杯。

同樣的，當人類造出超音速飛機，我們會知道 這將造成音爆。

本章將針對相關現象簡易說明。

2. 3-2聲波SoundWave REVIEWANDSUMMARY 3. 3-3聲波SoundWave 3.1聲波的傳播 學習目標 閱讀完這節，你應該能夠… 1.知道聲波以縱波方式傳遞。

2.知道聲波在不同介質有不同的傳播速率 聲波SoundWave 1.聲音必須依靠介質的擾動來傳播，是一種力學波 當聲波沿x軸傳播時，讓空氣分子的擾動，導致空氣產生壓 縮，使空氣分子作週期性的振動可稱為縱波 圖3-1聲波的微觀示意圖。

稠密部(compression)： 說明：左邊空氣分子向右移動，右邊空氣分子向左移動，相互 靠近，在密部中央，空氣分子位移=0。

氣體壓力、密度大於管內平衡時的壓力的位置，此時壓力為 最大值 稀疏部(rarefaction)： 說明： 左邊空氣分子向左移動，右邊空氣分子向右移動，相互遠離 在疏部中央，空氣分子位移=0。

氣體壓力、密度小於管內平衡時的壓力的位置，此時壓力為 最小值 4. 3-4聲波SoundWave 2.聲波的傳播 聲速：決定於介質的種類與狀態固體>液體>氣體 介質聲速(m/s)介質聲速(m/s) 空氣343橡木3850 淡水1485玻璃5170 溫度：溫度愈高分子動能愈大，壓力就愈大，速度也愈快。

空氣中的聲速3310.6vT=+T：當時的溫度 溼度：溼度愈大，聲速愈快。

風向：順風聲速＞逆風聲速。

3.人的聽覺的產生 聲波到達耳朵，使耳膜同步振動，此振動將被轉成電的訊 號，經傳於大腦就解析為聲音 可聞頻率：人耳可感之聲頻將20Hz到20000Hz之 間， 高於20000Hz的聲波超音波 低於20Hz的聲波聲下波。

聲波的性質(高一教材複習)： 1.反射：聲波遇到障礙物會反射，但反射面的大小必須大於 波長，聲波的反射才有效果 聲波的反射，稱為回聲超音波掃瞄為其應用 2.折射：空氣溫度隨高度而變，因此空氣密度亦會改變，聲波的 速率也會改變。

1 圖3-3白天地面氣溫高，聲音向上傳播。

晚上地面氣溫低，聲音向下傳播 3.繞射 聲音在介質中行進時候遇到障礙物時候，會繞到障礙物後 面。

聲波波長越長，繞射現象越明顯 4.干涉 兩聲波相遇時依波的重疊原理而干涉，此時若由數學計算可 容易發現存在頻率為f1-f2之弦式變化（其中f1、f2是兩波之 頻率，而弦式變化就是sin、cos的時間函數變化），此現象稱 1 圖片來源：觀念物理叢書 圖3-2聲納的反射。

FromCutnell& JohnsonPhyscis9e 5. 3-5聲波SoundWave 為拍音而|f1-f2|就稱為拍音的頻率 5.共鳴（共振）Resonance 自然頻率naturalfrequency：每個物體在振動時有它固定的頻 率和模態，這些是它們與生俱來的特性，由物體的剛性、結 構、形狀決定 外來擾動的頻率與系統的自然頻率相同時候，既使極微弱的 外來擾動，也能使此系統以相當大的振幅產生振動 圖3-41940年美國華盛頓州TacomaNarrowbridge，因為風變化的頻 率恰好與橋樑的自然振動頻率吻合，在11月7日就斷裂。

聲波的共鳴作用是將物體的振動能量有效地轉換為聲波的能 量。

兩物體有相同的發音頻率，當第一個物體發聲後，可以引起第 二物體做出相同振動頻率而發出聲音。

應用：音箱的共鳴-吉他等相關樂器 圖3-5吉他以繩弦震動帶動共鳴箱發聲。

6. 3-6聲波SoundWave 例題1.：聲波的反射-基礎題 一人於兩峭壁A、B間某點鳴槍，經1.5秒後聞得回聲，再經1 秒又聞得另一回聲，則兩峭壁間的距離為______m。

解： 答：680 類題：在兩峭壁間鳴槍，聽到兩回聲的時間間隔為2秒，若聲速 為340m/s，則兩峭壁的水平距離為多少？(已知離較近的峭壁650 公尺)答：1640 範例演練 7. 3-7聲波SoundWave 3.2聲音的駐波 學習目標 閱讀完這節，你應該能夠… 1.應用繩波駐波模式處理聲波駐波。

2.區分開管與閉管空氣駐波的不同。

空氣柱的駐波(縱波形式) 1.管樂器其發音原理是當管中有聲波在傳播時，將會在樂器兩端 之間產生反射，藉由共鳴方式產生聲音。

閉口端形成為波節。

開口端為波腹（自由端，此端振幅可達最大） 在適當的波長，則其內不同行進方向的波可以互相干涉形成 駐波 此駐波的頻率就是管子的共振頻率，在管的開放端將以此頻 率去振動空氣，而產生聲波（聲音）。

2.聲波在空氣柱要形成駐波，僅討論管徑遠小於波長及忽略管端 開口進入周圍空氣的聲波 開管(openpipe)聲波的駐波： 1.假設聲波波速v，管長L，則雙端開口的駐波頻率： 1,2,3..... 2 vv fnn Lλ === 說明： 假設管長L，波長λ 由上述表格可知：1,2,3, 2 Lnn λ =⋅= 2L n λ= 因此，各模式的振動頻率為 2 vv fn Lλ ==⋅ 圖3-6陶笛發聲的原理是空氣駐 波，改變手指壓孔的位置，就可以 改變聲音頻率。

圖3-7開管聲波駐波 示意圖。

FromCutnell &JohnsonPhyscis9e 8. 3-8聲波SoundWave 閉管(closedpipe)聲波的駐波：一端封閉、一端開啟 1.聲波波速v，管長L的駐波頻率： 1,3,5..... 4 vv fnn Lλ === 說明： 假設管長L，波長λ 由上述表格可知：(21)1,2,3, 4 Lnn λ =⋅−= 4 21 L n λ= − 因此，各模式的振動頻率為(21) 4 vv fn Lλ ==⋅− 表3-1開管空氣柱的駐波 開管的駐波管長/波長駐波頻率名稱名稱 n=1 1 2 Lλ=1 2 v f L =第一諧音基音 n=2 2 2 Lλ=1 2 2 v f L =第二諧音第一泛音 n=3 3 2 Lλ=1 3 2 v f L =第三諧音第二泛音 表3-2閉管空氣柱的駐波 閉管的駐波管長/波長駐波頻率名稱名稱 n=1 1 4 Lλ=1 4 v f L =第一諧音基音 n=3 3 4 Lλ=1 3 4 v f L =第三諧音第一泛音 n=5 5 4 Lλ=1 5 4 v f L =第五諧音第二泛音 圖3-8閉管空氣柱的 駐波。

FromCutnell& JohnsonPhyscis9e 9. 3-9聲波SoundWave 例題2.：開管空氣柱-基礎題 兩端開口的玻璃管，如以振動頻率為600至1500赫的聲波傳入 管內，發現該管只有在800及1200赫時，產生共鳴，則該管的 長度可能為多少公尺（聲速為320m/s）？ 解： 答：0.4m 類題：長1公尺的空心玻璃管，敲響一支680Hz的音叉接近管 口，結果產生共鳴，則此頻率為玻璃管的第幾諧音？(聲速為 340m/s)答：4 例題3.：閉管空氣柱-基礎題 在乾燥無風且溫度為20℃的空氣中，若將一長度為1.00m的空管 的一端封閉，對其另一開口端吹氣，則該管所發出聲音的基頻為 何？若將閉端打開，則基頻又變為多少？ 解： 類題：一聲波在一長0.5公尺的管中傳播，管的一端封閉，試 問：振動的基頻為何？（取波速為344公尺/秒）如將開端打開， 其基頻又為何？【84附中】【83嘉中】答：(1)172Hz(2)344Hz 範例演練 10. 3-10聲波SoundWave 3.3都卜勒效應 學習目標 閱讀完這節，你應該能夠… 1.理解都卜勒效應由於波源與觀察者之間相對移動 而造成的現象。

2.應用都卜勒效應說明天文物理的紅藍位移。

都卜勒效應(TheDopplereffect)(複習+補充) 1.聲源與聽者在其連線上有相對運動時候，使音調（頻率） 產生高低變化的現象 圖3-10聲波都卜勒效應示意圖。

FromCutnell&JohnsonPhysics。

當聲源(消 防車)靠近聽者，聽者聽到較高頻率。

當聲源(消防車)遠離聽者，聽者聽到較低 頻率。

天文學：用來決定恆星、銀河系與其他天體的相對運動 1929年，哈伯(EdvinHubb1e)在加州威爾遜山的觀測，證 實了宇宙不是靜止的，而且是擴張的!他觀測了18個星系的 光譜譜線偏移量與星系距離後，發現譜線都往光譜的紅端偏 移，而且偏移的量與距離成正比。

這就是我們所知的哈伯定 律。

2.觀察者所測得的頻率稱為視頻與聲源原始頻率具有下列關係 o S vv ff vv − ′= −  圖3-11紅位移示意圖 左：BAS11星系吸收光譜 右：太陽吸收光譜 From:wiki 圖3-9ChristianDoppler 都卜勒於1842年提出了都卜勒 效應，現在這一效應廣泛應用 於光學、天文學、氣象學、醫 學診斷和日常生活等諸多方 面。

11. 3-11聲波SoundWave 都卜勒效應公式說明(補充資料) 1.聽者靜止，波源以sv向聽者運動：() s vv ff vvλ ′== ′− 說明：假設波源頻率為f、波速v，波源之移動速度為vs 當聲源移動時，在行進方向前方所量得的波長變小； 觀察者O1觀察到的波長：s s vv v f λλ − ′=−⋅Τ= 觀察者O1觀察到的波速不變 觀察者O1量測到的頻率(視頻)： s vv ff vvλ ′== ′− 延伸：聽者靜止，波源遠離聽者運動，則觀察者O2測量得到的 視頻：() s v ff vv ′= + 2.波源靜止，聽者向波源前進，聽者測量的視頻： 0vv ff v + ′=  說明：若波源之波速為v向右，波源不移動。

今觀察者以v0向 左運動 當觀察者向波源接近時，波與觀察者之相對速度改變，但波對 地的實際速度不變 在t秒內，波前與O的相對位移的量值：0vtvt⋅+⋅ 觀察者接收到的波數：0()/vtvtλ⋅+⋅ 則觀察者每秒聽到的波數(視頻率) 00()/ovtvtvvvv ff tv λ λ ⋅+⋅++ ′===⋅ 延伸：波源靜止，聽者向波源遠離0vv ff v − ′=  3.結論：波源與聽者皆在運動時0 s vv ff vv − ′== −   12. 3-12聲波SoundWave 溫馨集：媽媽的帳單 小明家是經營餐廳生意，有時放學後他會到餐廳幫忙，招呼客人 入座點菜收拾碗筷、算帳結帳。

他漸漸覺得自己似乎也成了一位 生意人。

有一次，他忽然突發奇想，也開了一張帳單寄給媽媽，索取他在 餐廳幫忙作事的酬勞。

幾天後，媽媽收到這份帳單，上面寫 著： １．洗碗盤費500元 ２．掃地拖地費200元 ３．送外食到顧客家300元 ４．至郵局寄發信件帳單100元 ５．小明一直是勤奮聽話的好孩子100元 共計1,200元 小明的媽仔細看過這份帳單後，什麼話也沒有說。

晚上小明在 他的枕頭旁看到了他所索取的1,200元報酬。

正當他得意如願以 償，要把1200元收到自己的口袋時，突然發現枕頭旁邊還放著 一份給他的帳單。

小明欠他母親如下款項： １．在母親家裡過十年平安無憂的生活費用0元 ２．十年中，食、衣、住、行的費用0元 ３．上學的學費、書籍費0元 ４．生病時的醫藥、照顧費0元 ５．有一個慈愛的母親0元 小明讀著讀著，感到羞愧萬分！過了一會兒，他懷著一顆忐忑不 安的心;躡手躡腳地走近母親，將小臉藏進母親的懷中，小心翼翼 地把那1,200元塞進了她的圍裙口袋裡 × ShareClipboard × Facebook Twitter LinkedIn Link Publicclipboardsfeaturingthisslide × Nopublicclipboardsfoundforthisslide Selectanotherclipboard × Lookslikeyou’veclippedthisslidetoalready. Createaclipboard Youjustclippedyourfirstslide! Clippingisahandywaytocollectimportantslidesyouwanttogobacktolater.Nowcustomizethenameofaclipboardtostoreyourclips. Createaclipboard Name* Description Visibility OtherscanseemyClipboard Cancel Save SharethisSlideShare SpecialOffertoSlideShareReaders × TheSlideSharefamilyjustgotbigger.Enjoyaccesstomillionsofebooks,audiobooks,magazines,andmorefromScribd. Readfreefor60days Cancelanytime. 0likes × Bethefirsttolikethis Views × Totalviews 657 OnSlideShare 0 FromEmbeds 0 NumberofEmbeds 354 Youhavenowunlockedunlimitedaccessto20M+documents! × UnlimitedReading Learnfasterandsmarterfromtopexperts UnlimitedDownloading Downloadtotakeyourlearningsofflineandonthego YoualsogetfreeaccesstoScribd! Instantaccesstomillionsofebooks,audiobooks,magazines,podcastsandmore. Readandlistenofflinewithanydevice. FreeaccesstopremiumserviceslikeTuneln,Mubiandmore. DiscoverMoreOnScribd