波动学波动的特性文档格式.docx
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每秒鐘產生的波動的數目
波長（λ）
波動重覆其波形的最短距離
波速（v）
單位時間內波動傳播的距離
波動學[橫波和縱波]
橫波：
質點的振動方向垂直於波動的傳播方向（例如：
光波）。
縱波：
質點的振動方向平行於波動的傳播方向（例如：
聲波）。
波動學[一些關係線圖]
位移-距離關係線圖：
由上圖可得知，波長（A）及振幅（λ）。
質點1和5是同相的，因為它們振動一致。
質點3和5是反相的。
位移-時間關係線圖：
由上圖得知週期（T）和振幅（A）。
波動學[質點的活動方向、公式]
下圖展示了一波動在兩不同時間的形狀，假設運動方向是由左至右，而虛線是下一刻波動的形狀。
質點A,B和C的移動是怎樣？
A:
向下移動
B:
瞬間靜止（正改變方向）
C:
向上移動
公式：
頻率（f）=
單位：
赫茲（Hz）
波速（v）=頻率（f）×
波長（λ）
波動學[電磁波]
電磁波在真空中的速率=3×
108ms–1
光是橫波，是電磁波的一種。
波動學[反射]
反射定律：
1.入射角i等於反射角r；
2.入射、反射線和法線於同一平面上。
波動學[折射]
折射定律（斯涅耳定律）：
=n（常數）
（n稱為介質的折射率）
當光線進入密度較高的介質時，光折向法線。
水波從深水區進入淺水區時會折向法線，是由於波長變短使得波速減慢而造成的。
波動學[臨界角、全內反射]
臨界角c的定義：
sinc=
此定義只對於在真空（或空氣）與另一種介質之間發生的折射才成立。
全內反射：
只發生於當光線從光密介質進入光疏介質，而入射角大於臨界時，光線就會被介面完全反射。
波動學[透鏡的成像]
基本特性：
1.通過光心的入射線是不會折射的。
（只適用於薄透鏡）
F:
主焦點
C:
光心
FCF’:
主軸
2.平行於主軸的入射線是會偏折，偏折後反射線跟焦點能連一直線。
3.通過焦點的入射線會偏折並平行於主軸。
4.
凸透鏡
凹透鏡
成像
實像、虛像
虛像
光線折射
光線會聚於一點
光線發散
正立/倒立
倒立、正立
正立
波動學[放大率、繞射]
放大率（m）==
繞射：
波動的偏折程度取決於狹縫相對於波長的大小。
若狹縫的大小跟波長相近，那麼繞射的幅度將會很大。
波動學[繞射]
若狹縫比波長大許多，則繞射的幅度較低。
繞射在障礙物的角發生。
波動學[干涉]
當兩個波動（具有相同頻率及相距不太遠）相遇時就會發生干涉現象。
腹線：
1.相長干涉
2.程差=nλ其中n為整數。
節線：
1.相消干涉
2.程差=λ其中n為整數。
波動學[程差、腹線和節線的距離變化]
計算於某點P的程差（Δ）：
Δ=PS1–PS2
=
=2.28cm
腹線和節線之間的距離在下列的情況下會增大：
1.波源的距離（S1S2）減小；
2.波長（λ）增大。
波動學[光的干涉]
光的干涉：
（楊氏雙縫實驗）
由於光的波長很短，縫寬必須要很小，干涉現象才可觀察到。
在黑房中，將一單色光源（裝有單縫光閘）、雙縫隔片和屏幕如下圖擺放：
波動學[聲音]
1.聲波是一種縱波，需要介質傳播，不能在真空中傳播。
2.人的聽頻聲音是頻率介乎約20Hz至20kHz之間的聲波，高於20kHz的聲波屬超聲波。
3.音調是音波頻率的大小，音頻越大，音調越高。
4.響度是取決於振幅的大小，振幅越大，音量越高。
5.音品是取決於樂器特定波形。
6.聲強級的單位是分貝（dB）。
波動學[聲音與光波的比較]
聲波
光波
縱波/橫波
縱波
橫波
機械波/電磁波
機械波
電磁波
介質傳播
需要
不需，可真空傳播
速率
340ms–1（空氣）
3×
108ms–1（真空）
速率與介質、温度的關係
會隨介質密度或温度的增大而增大
其它介質中會減慢，但與温度無關
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