單 元 三 波動與聲音
3-1 波的傳播與特性
P.111
3-2 聲波的傳遞
P.125
3-3 聲波的反射
P.132
3-4 多變的聲音
P.140
- 110 -
單元 3 波動與聲音
單元 3 波動與聲音
3-1 波的傳播與特性 ※
波的基本概念
1. 波動與振動的區別： 2. 波的分類 a. 依運動形式 波的種類
介質振動方向與波前進方向的關係
例
子
橫波 (高低波)
水波、繩波、電磁波、光波、 彈簧波
縱波 (疏密波)
聲波、彈簧波
b. 依介質分類 種類
需靠介質傳波?
例
子
水波、繩波、彈簧波、聲波
機械波(力學波)
電磁波、
非機械波
光波(光波為電磁波的一種)
介質：像空氣這種可以傳遞聲波的物質，我們把它們叫做「介質」。 ◎補充: 橫波或者縱波是振動的方向與傳遞的方向是否垂直或平行決定，並非「力學波」 才有分橫波或縱波。光波是電磁波,屬於非力學波 ,而電磁波是橫波。
(A)光波 (B)聲波 (C)繩波 (D)電磁波 (1) 屬於力學波的是_________ (2) 屬於非力學波的是________ (3) 可以產生橫波的是________
(E)水波 (F)彈簧波；請以代號回答下列問題：
(4) 可以產生縱波的是________ (5) 需要介質存在，才能傳遞波動的是_______ (6) 介質能隨波前進的是_______
- 111 -
單元 3 波動與聲音
3. 波是一種能量的傳遞, 而介質只在原地_____or_____運動 。
波是一種能量，非物質。
如右圖中，一向右傳遞的波動，正通過 a、b 兩點，則此兩點運動方向為 (A)a、b 都向上
(B)a、b 都向下
(C)a 向上，b 向下
(D)a 向下， b 向上
a b
(
)1. 在近乎真空的太空中，有三艘太空船甲、乙、丙，其中丙太空船與甲、乙太空船相距不遠且 未互相接觸，若甲、乙太空船意外相撞但未發生爆炸，試判斷丙太空船中的太空人是否能聽 見由甲、乙相撞處直接傳來的聲響，及其主要的原因為何？ (A)幾乎不能聽見，因聲音需 要經由介質來傳播 (B)幾乎不能聽見，因聲音在太空中的傳播速率太慢 (C)能清楚聽見， 因聲音可經由障礙物反射來傳遞 (D)能清楚聽見，因聲音可像熱用輻射的方式來傳播 【100.基測二】 ANS: 1.A
- 112 -
單元 3 波動與聲音
_____1.聲波是一種縱波。 _____2.彈簧波一定是橫波。 _____3.電磁波需要介質傳遞。 _____4.波是一種能量的傳遞, 而介質只在原地運動。 ANS: O X X O
一、選擇： 1.（ ）下列有關力學波的敘述何者錯誤？ (A)可以藉由玻璃傳遞 (B)在真空中沒有辦法傳播 (C)無法藉著空氣傳播 (D)一定要依靠介質才能傳播。 2.（ ）下列何者屬於縱波？ (A)上下擺動繩子所造成的繩波 (B)將石頭丟入水中所造成的水波 (C)在空氣中傳遞的聲波 (D) 上下晃動彈簧所造成的彈簧波。 3.（ ）下列關於波的現象哪一個是錯誤的？ (A)當物質受擾動時會引起相鄰物質的擾動，而將物 質傳遞出去稱為波動 (B)擾動水面產生的波動稱為水波 (C)振動彈簧產生的波動稱為彈簧 波 (D)搖動繩子產生的波動稱為繩波。 4.（ ）下列關於彈簧波的敘述，何者錯誤？ (A)是力學波 (B)可以是縱波 (C)可以是橫波 (D)是電磁波。 5.（ ）下列何者不是屬於橫波？ (A)上下擺動繩子所造成的繩波 (B)將石頭丟入水中所造成的水 波 (C)上下擺動的彈簧波 (D)擠壓拉長彈簧造成的彈簧波。 6.（ ）有關於橫波和縱波的敘述下列何者錯誤？ (A)介質振動方向和波行進方向垂直的稱為橫波 (B)介質振動方向和波行進方向平行的稱為縱波 (C)一種介質只能產生其中一種波，不可能 兩種波都會產生 (D)不論是橫波或縱波，物質都不會跟著移動。 7.（ ）聲波在傳遞時，空氣分子的振動方向和波的傳遞方向是相同的，我們把這種波叫做什麼？ (A)橫波 (B)縱波 (C)力學波 (D)電磁波。 8.（ ）靜謐的湖中有一艘靜止的小船，湖邊有個頑皮的小孩，正拾起一顆大石頭往湖中央丟，激起 一圈圈的漣漪，試問此漣漪通過這艘小船時，小船將如何運動呢？ (A)順著漣漪往外移動 (B)在原地上下晃動 (C)在原地靜止不動 (D)逆著漣漪往石頭投入湖中的地方移動。 9.（ ）一條浮於靜止水面的小船，當一個水波傳來時，小船將會做何種運動？ (A)在原處做上下 連續的振動 (B)在原處做一次上下運動，即歸於平靜 (C)隨著水波前進 (D)原處轉動。 10.（ ）丟一個小石頭到池塘後，在水面產生的漣漪。有關此漣漪的敘述，下列何者錯誤？ (A)傳 遞此波動的介質是水 (B)此波動是屬於橫波 (C)同心圓的圓心即為小石子落水的地方 (D)水面上的葉子會隨波動前進。 11.（ ）下列有關聲波的敘述何者正確？ (A)只能傳遞能量，也可以傳遞介 質 (B)只能傳遞能量，不能傳遞介質 (C)只能傳遞介質，不能傳遞 能量 (D)傳遞能量、介質與否，必須視情況而定。 12.（ ）關於波與介質的對應，下列敘述何者錯誤？ (A)水波的介質是水 (B)彈簧波的介質是彈簧 (C)繩波的介質是繩子 (D)海浪的介質是風。 - 113 -
單元 3 波動與聲音
13.（
）有關波的性質敘述，下列何者正確？ (A)介質隨著波的傳播而傳播出去 (B)波只能傳遞能 量，不能傳遞介質 (C)不需依靠介質傳遞的波動稱為力學波 (D)電磁波依據介質的運動方 向分為橫波與縱波。 14.（ ）有關波動的敘述，下列何者錯誤？ (A)物質受到作用力作用而產生擾動，引發相鄰物質跟 著被擾動，則可以產生波動 (B)傳遞波的介質將隨波的前進而傳遞出去 (C)波動可以將擾 動的情形傳遞出去 (D)擾動水面的波稱為水波。 15.（ ）下列關於波動的敘述何者正確？ (A)橫波振動方向和其前進方向互相平行 (B)波的傳播若 需藉由介質才能達成，則此種波稱為力學波 (C)縱波振動方向和其前進方向互相垂直 (D)所有的波動都需靠介質來傳播。 16.（ ）波的前進方向如果和介質振動方向垂直，稱之為何？ (A)縱波 (B)橫波 (C)聲波 (D)光波 17.（ ）奕辰想要使得水平彈簧產生縱波，應該如何振動才可以產生？ (A)作上下振動 (B)作前後 振動 (C)作左右振動 (D)三種方式皆可。 18.（ ）繩波與下列哪一種波動最為相似？ (A)聲波 (B)光波 (C)水波 (D)無線電波 19.（ ）如圖所示，彈簧以一疏一密的的方式傳遞波動，稱此種波動為什麼？ (A)橫波 (B)縱波 (C)力學波 (D)電磁波。 20.（ ）下列關於水波的敘述，何者錯誤？ (A)是力學波 (B)是縱波 (C)和繩波相同 (D)和聲波不同 21.（ ）下列關於波的描述，哪一項是不正確的？ (A)介質隨著波的傳播而傳遞出去 (B)波是由於 介質受到擾動而產生的 (C)水波、繩波屬於力學波 (D)介質振動方向和波前進方向不一定 相同 ANS: 1.CCADD 6.CBBBD 11.BDBBB 16.BBCBB 21.A 二、題組： 1. 下列有4種波動的描述：甲.小朋友揮動的彩帶；乙.壓縮－拉長造成的彈簧波；丙.石頭丟入水中造 成的水波；丁.繩子甩動的繩波。請根據上面的敘述，回答下列問題： (1)( )屬於力學波的有幾種？ (A)1種 (B)2種 (C)3種 (D)4種。 (2)( )物質會隨著波而移動的有幾種？ (A)0種 (B)1種 (C)2種 (D)3種。 ANS: D A 2. 試回答下列關於波動之問題： (1)( ）小新班上舉辦郊外踏青活動，當膽小的妮妮走到吊橋中央時，小新就在吊橋的另 一 端不斷用力的跳動，結果妮妮害怕蹲了下來，風間此時賣弄他的知識提出以下說明：甲.小新 的跳動會使吊橋產生振動；乙.吊橋的振動是屬於縱波；丙.妮妮在吊橋的中央會感覺到上下 振動；丁.吊橋橋面的木板會向外移動。請你判斷他的哪些敘述是不正確的？ (A)甲丁 (B)乙丙 (C)甲丙 (D)乙丁。 (2)( ）承上題，小新並沒有實際碰觸到妮妮，為什麼妮妮會感覺到振動呢？ (A)因為小 新造成的擾動經由吊橋傳到妮妮身上 (B)因為妮妮蹲了下來 (C)因為妮妮害怕而產生錯 覺 (D)妮妮感受不到橋的振動才是。 ANS: D A 3. 試回答下列關於波動之問題： (1)( ）將繩子的一端綁在牆壁上，然後將繩子水平拉直成東西向，如果甩動繩 子的話，繩波的振動方向有：甲.東西向；乙.南北向；丙.上下方向，則哪些方向是正確的 ？ (A)甲乙 (B)乙丙 (C)甲丙 (D)甲乙丙。 (2)( ）承上題，如果甩動彈簧的話，彈簧的振動方向有：甲.東西向；乙.南北向；丙.上下方向，則 哪些方向是正確的？ (A)甲乙 (B)乙丙 (C)甲丙 (D)甲乙丙。 ANS: B D - 114 -
單元 3 波動與聲音
※ 波的各部名稱
一個波: 一個波長(Lambda)的波。 (振動一次產生一個波)
振幅(R): 平衡位置到波峰或波谷的距離。 一個波有____個振幅。 週期(T): 波行進一個波長所經歷的時間。單位:_______ 頻率(f): 單位時間內(1 秒內)產生波的數目。單位:_______ 波形: 波的形狀。
週期 T
- 115 -
振幅 R
單元 3 波動與聲音
波速與波長、週期的關係： 波速＝
波波 ＝波長×頻率 週週
1.介質不變，波速_____。(波速只受介質影響) 2.波長增加時波數減少頻率____週期_____。 3.波長加倍時波數減半頻率___週期_____。 4.振動愈快頻率_____週期_____波長_____。
有一波動，其振動之波形如右圖，若圖中 C 點的介質向上振動至 B 點需時 0.25 秒，求:
(1) 波長
(2)振幅
(3)週期
(4)頻率
(5)波速
手持繩子一端上下振動，使之產生一個連續又向右的連續週期波。在 2 秒末時，其瞬間波 形如右圖，回答下列問題: (1) 週期為多少? (2) 傳播速率為多少?
- 116 -
單元 3 波動與聲音
以不同的速度與力量擺動相同的一條繩子，再以照相機將繩子擺動的照片照下來，結 果如圖所示。請回答下列各題：
(1)( )甲、乙、丙三次擺動的振動頻率，依大小排列其順序應為何？ (A)甲＞乙＞丙 (B)乙＞丙＞甲 (C)丙＞乙＞甲 (D)甲＝乙＝丙。 (2)( )已知甲的波長為60公分，則試問乙、丙的波長分別為多少公分？ (A)30公分、20公分 (B)20公分、15公分 (C)30公分、15公分 (D)60公分、15公分。 (3)( )如果甲的頻率為5赫，依據圖的推斷，乙繩波的傳播速度應是多少？ (A)300 公分/秒 (B)200公分/秒 (C)60公分/秒 (D)40公分/秒。 (4)( )想要讓繩波傳播的速度快一點，所以採用了以下的方法：甲.加快擺動的速度； 乙加重擺動的力量；丙.換一個地點擺動；請問上述哪個方法是正確的？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)甲乙丙皆無法改變波速。
- 117 -
單元 3 波動與聲音
手持繩子左端 P 點，上下振動一次後形成如圖的波形，試回答下列問題：
(１) P 點振動一次的路徑為下列何者？ →R→P (Ｄ) P→R→P。
(Ａ) P→B→D (Ｂ) P→Q→P (Ｃ) P→Q→P
(２)當波傳播到 D 期間，圖中 A 點振動了_______次，其振動路徑為下列何者？ (Ａ)↓(Ｂ) (Ｃ)↑(Ｄ) 。 (３)波向右傳播的瞬間，繩上哪些部分會上升？
(Ａ) PA (Ｂ) AB (Ｃ) BC (Ｄ) CD。
(４)波向右傳播時，當 D 點達到最高點時，C 點達何處？ (Ａ)最高點(Ｂ)平衡位置(Ｃ)最低點。
某繩波波形如圖(一)所示，波向右進行，波長 10 公分，波速 50 公分／秒，試回答下 列問題：
(１)波由 O 點傳到 P 點至少需時______週期。 (２)當 O 點振動到最低點時，Q 點振動至下列哪一位置？ (Ａ)最高點(Ｂ)最低點 (Ｃ)平衡位置。 (３)當波通過 O 點後，再經 0.05 秒的波形為圖(二)中哪一種波形？ (４)設圖(一)為時刻 t＝0 的波形，經 0.1 秒後波形為圖(二)中哪一種波形？ (５)承上題，經 0.15 秒後波形為圖(二)中哪一種波形？
- 118 -
單元 3 波動與聲音
(
)1. 一物體每分鐘振動 600 次，則下列何者為其振動的頻率﹖ (A)（1／600）秒 (B)（1／10）秒 (C)10Hz (D)600Hz
(
)2. 聲波的頻率愈大，音調愈高。在相同溫度時，下列有關不同頻率聲波的敘述，何者正確？ (Ａ)低音聲波的波長較短 (Ｂ)高音聲波的波長較短 (Ｃ)低音聲波的傳播速率較小 (Ｄ)高音聲波的傳播速率較小
(
)3. 在某介質中一連續週期波的波形，如圖所示。假設甲、 乙兩點相距 40 cm，波源做 1 次完整振動需 4 秒（s），則 下列何者為這個週期波在此介質中傳遞時的速率？ 【94.基測一】 (A) 5 cm／s (B) 10 cm／s (C) 20 cm／s (D) 40 cm／s
(
)4. 圖為連續週期波。若波源做 1 次完整振動花了 4 秒，且 甲、丙 是波峰，乙、丁是波谷，則此波由位置 a 傳到位 置 b，需要多少時間？ (A) 2 秒 (B) 4 秒 (C) 6 秒
(
【94.基測二】 (D) 8 秒
)5. 某音叉發出單一頻率的聲音，它的特性顯示在儀器上，如 圖所示，y 為其振動的位移。此音叉發出聲音的頻率為下列 何者？ 【97.基測二】
(A)1000Hz (B)800Hz (C)400Hz (D)100Hz
- 119 -
【93 基測二】
單元 3 波動與聲音
(
)6. 曉娟分別敲擊數支音叉，其聲音在儀器上顯示之波形分別如圖所示，橫軸(t)表示時間，縱 軸(y)表示聲波振動的位移。若每一支音叉發出的聲音都是單一頻率，則哪些圖形可能來自 同一支音叉？
(
(A)甲、乙
(B)甲、丙
(C)乙、丁
(D)丙、丁
)7. 以繩波產生器製造數個連續且完全相同的繩 波，繩波上某一點的振動位移與時間關係如圖 所示，若當時繩波傳播速率為 2m/s，則此繩波 的波長為下列何者？ （A）4 cm （B）10 cm （C）0.8 m （D）5 m
(
【102.基測】
)8. 右表中兩個音階的唱名同為 Do，但中央 C 與高音 C 的頻率卻不相同。若兩者在相同條件 空氣中的傳播速率相同，波長分別為λ1、λ2，則 (A) 0.25
(
(B) 0.5
(C) 1
(D) 2
λ1 為多少？ λ2
【104.會考】
音名
唱名
頻率
波長
中央 C
Do
262 Hz λ1
高音 C
Do
524 Hz λ2
)9. 平靜無風的下午，在許願池上 O 點丟入一枚硬幣，使水面上產生一個圓形水波，已知圓形水 波的半徑每秒增加 1m。若丟入硬幣前，在水面上距離 O 點 1m 及 2m 的 P、Q 兩點，分別有 一片落葉，且 O、P、Q 在同一直線上，如圖所示，則硬幣丟入水中 3 秒後，兩片落葉的距 離約為多少？
【106.會考】
(A)3m (B)5m (C)6m (D)9m
ANS: 1.CBBCC
6.BCDA - 120 -
單元 3 波動與聲音
_____1.一個波有 4 個振幅。 _____2.頻率的時間單位通常為分鐘。 _____3.週期與頻率互為倒數。 _____4.波峰到波谷的距離為一個波長。 _____5.波速＝波長∕頻率。 _____6.波長增加時，波數減少，頻率變小，週期變大。 _____7.介質不會影響波速。 ANS: 1.OXOXX 6.OX
一、選擇： 1. （ ）有一水波每秒振動5次，且測得此波長為2公分，則其傳播速率為多少？ (A)10公分／秒 (B)20公分／秒 (C)5公分／秒 (D)4公分／秒。 2. （ ）如下圖所示，若振動頻率加倍，則波將如何變化？ (A)振幅減少 (B)波長增長 (C)波自B 傳到F的時間減少 (D)BF間波數增加。
3. （ 4. （
5. （
6. （
7. （ 8. （
9. （
）右上圖為一繩波，請問ab線段長有幾個波長？ (A)1個 (B)1.5個 (C)2個 (D)2.5個。 ）將一個拉緊的長彈簧，一端固定，另一端則繫在一個振動體上，隨之做左右的往復運動。若 該振動體每分鐘振動90次，在彈簧上所生波的波長為20公分，則彈簧上波傳遞的速率為多少 (A)1800 (B)110 (C)45 (D)30。 公分/秒？ ）下列為同一條繩子做上下擺動所產生的繩波，請問哪一個的波長最小？ (A) (B) (C) (D)
）如圖所示為一向右前進的連續繩波。圖上三點甲、乙、丙 三點的瞬間運動方向為何？ (A)甲向上，乙向下，丙向下 (B)甲向下，乙向上，丙向上 (C)甲向下，乙不動，丙向 上 (D)甲向上，乙不動，丙向下。 ）當有一波，其波速為60公分/秒，測量其波長為20公分，請 問此波的頻率為多少赫(Hz)？ (A)1200 (B)3 (C)1/3 (D)1/1200。 ）奕辰在一分鐘之內振動繩子360下，則繩波的週期應為多少？ (A)360秒 (D)0.1秒。 ）如圖有一正在向右傳遞的繩波，繩上A、B兩點的運動方向為 下、B向上 (C)A向左、B向左 (D)A向上、B向下。 - 121 -
(B)6秒
(A)A向右、B向右
(C)1/6秒
(B)A向
單元 3 波動與聲音
10. （
）如下圖，橫波依箭頭方向傳遞，最初波形如甲圖所示；兩秒鐘後波形如乙圖所示，則下列何 者錯誤？ (A)波長20公分 (B)週期2秒 (C)波速5公分／秒 (D)振幅5公分。
11. （
）奕辰手持繩子上下抖動，所成的波如圖所示，則關於此波何者正確？ (B)E點稱為波谷 (C)DH的距離稱為波長 (D)AC的高度差稱為振幅。
12. （
）彈簧波每秒來回振動2次，經測量發現彈簧在2秒鐘內，前進了20公分，則下列有關此彈簧波 的敘述何者正確？ (A)頻率是0.5赫 (B)頻率是2次／秒 (C)週期是2秒 (D)波長是10公 分。 ）如下圖，波動時水分子來回運動一次所需時間稱為週期，其路徑為何？ (A)A→B→C→F →A (B)A→F→C→E (C)F→B→F→G→F (D)A→B→C→D→E。
13. （
ANS:1.ADBDC
6.BBCBB 11.CBC
二、題組： 1. 手持繩子一端上下振動，使其產生一連續的週期波 沿繩子傳播。在2秒末時，其瞬間波形如右上圖， 則： ( )1.這個週期波的週期為多少？ (A)2 (B)1 (C)0.5 (D)0.25 秒。 ( )2.繩波的波速為多少？ (A)6.25 (B)12.5 (C)100 ANS:C D
- 122 -
(D)50
公分／秒。
(A)C點稱為波峰
單元 3 波動與聲音
2. 奕辰手拿一條質地均勻的繩子上下甩動，再以照相機照下，結果如圖所示，請回答下列各題：
(1)( )甩出來的繩波波長應有多長？ (A)15公分 (B)8公分 (C)12公分 (D)9公分。 (2)( )如果在A點綁上一條紅色小布，則他在甩動的過程中，紅色小布的運動狀態應該是下列哪 一選項？ (A)上下移動 (B)向左移動 (C)向右移動 (D)靜止不動。 (3)( ）假設繩子的傳播速度為每秒60公分，那麼甩動繩子的頻率應該為？ (A)4赫 (B)5赫 (C)10赫 (D)12赫。 (4)( ）有關圖的說明，下列敘述何者錯誤？ (A)A點叫做波峰 (B)E點叫做波谷 (C)手是振 源 (D)該繩波會向右傳播。 (5)( ）圖中哪些點的距離可稱為波長：甲.AD；乙.BG；丙.EG；丁.CF；戊.；CD，上述哪些選 項是正確的？ (A)甲乙 (B)丙丁 (C)丁戊 (D)甲丁。 (6)( ）甩出來的繩波的振幅應為多少公分？ (A)15公分 (B)7.5公分 (C)8公分 (D)4公分。 ANS: C A B B D D 3. 奕辰甩動一長2公尺的繩子，甩動所造成的繩波記錄如圖，則根據此繩波圖回答下列各題：
(1)( ）由圖可知此繩波波長為1公尺，則其波速為何？ (A)0.25公尺/秒 (B)0.5公尺/秒 (C)1公尺/秒 (D)2公尺/秒。 (2)( ）該繩波的週期為何？
(A)1秒
(B)2秒
(C)4秒
(D)8秒
ANS: (1)B (2)B 4.甲乙丙三個不同波動，若波長比=1：2：3，波速比=3：2：1， 則： (1)頻率比為_______ (2)週期比為______
ANS: (1) 9:3:1 (2) 1:3:9
5. 波速 3×108 公尺／秒的波稱為電磁波，而廣播電臺發出的無限電波， 屬於電磁波的一種，頻率為 1200 仟赫，則此電磁波的波長為_______公尺。 250 - 123 -
單元 3 波動與聲音
6.某振動波源在 2 分鐘內，共經歷了 4800 個振幅的距離，且波形前進了 720 公分，則： (1) 此振動波的週期為______秒/次；頻率為______次/秒； (2) 此波動的波速為______公尺/秒；波長為_______公分。 ANS: (1) 0.1；10 (2) 0.06；0.6
7.圖為向右傳播的週期性繩波。1/400 秒後，波形由(甲)變成(乙)，已知 PQ=2cm，RS=5cm，試回答下 列問題：
(1) 繩波波長_______cm，振幅______cm。 (2) 繩波最小頻率為______次/秒，最小波速為_______cm/sec。 ANS: (1) 10；2 (2) 100；1000
- 124 -
單元 3 波動與聲音
3-2 聲波的傳遞 ※ 聲音的產生： 1.物體產生聲音是物體快速的振動。 2.必須有介質存在，才能傳播聲音。 ※ 聲音的傳遞： 1.十七世紀，英國的科學家 ，從實驗中發現聲音必須經由物質 的傳遞，我們才能聽到聲音，而這樣的物質，就稱為 。 2.傳聲實驗： 取一個電鈴在有抽氣機的鐘罩內，通電後，由於鈴槌敲擊而發出聲響；若將留 存在鐘罩內的空氣逐漸抽出，因空氣逐漸稀薄，聲音逐漸消失。再將空氣逐漸放入 鐘罩內，因空氣增加，聲音就逐漸變大。 3.如果將空氣完全抽光，形成真空狀態，則聲音會完全消失。由上述的實驗，我們可 以發現聲音的傳遞和空氣有關，所以空氣是一種傳遞聲音的介質。 此實驗證實: a. 聲音在真空無 法傳播 b. 聲音需要藉由 介質才能傳遞
※ 傳遞聲音的介質： 1.傳播聲音的物質稱為介質；一般聲音是以空氣為傳播介質，因此聲波為一種力學 波。 2.聲波的前進方向和空氣分子的振動方向相平行，因此聲波是一種____波。 3.固、液、氣體均可當介質！ 4.月球上沒有空氣，太空人在月球 上無法直接透過空氣說話，因此 月球被稱為『死寂的星球』。
- 125 -
單元 3 波動與聲音
燒瓶內盛少量水，加熱至沸騰後把上方的橡皮管夾緊再置於冷水中冷卻，取出燒瓶後搖動， 是否可聽到鈴聲？ ANS: 燒瓶內的水受熱成為水蒸氣(將瓶內的空氣逐出燒瓶 直到瓶內充滿水蒸氣再突然將燒瓶置於冷水中急速冷卻 此時瓶內的水蒸氣突然凝結成小水滴，於是瓶內呈現部分____的狀態 則瓶內缺少空氣做為傳聲的介質。
Medium
※ 聲音的傳播速率：
Speed(metres per second)
Air at 15℃ 1.聲音在不同的介質中，傳播聲音的速率不同。 Distilled water at 25℃ (1)聲音傳播速率： ＞ ＞ 。 Sea water at 25℃ (2)聲音在空氣中傳播的速率，一般而言， Brick 大致和 成正比。 Wood (3)公式： _____________________ Glass (4)聲音在空氣中，溫度為 0℃時的傳聲速度為 Aluminium m/s； 而溫度為 15℃時的傳聲速度為 Steel m/s。 2.溫度的高低：溫度越高，聲音傳遞就越 。 3.溼度的大小：空氣溼度增大時，聲音傳遞就越 。 4.聲波順風時，傳聲較 ；聲波逆風時，傳聲較 。 5.空氣愈稀薄，聲速會愈___，在真空中，聲音無法傳播。 6.相同的介質條件時，聲速會_____，和聲音的高低音或大小聲無關。
奕辰開槍打野豬, 子彈以 1020m/s 射出, 他 2 秒後聽到中槍聲, 且當時聲速為 340m/s，求他與野豬的距離?
- 126 -
340 1,496 1,531 3,650 4,110 4,540 5,000 5,200
單元 3 波動與聲音
奕辰見閃電後，經 8 秒聽到雷聲，當時氣溫 15℃，求雷聲處離人的距離？
（
）1.有一架戰機向一處地面目標投擲炸彈，炸彈擊中目標後爆炸。假設當時地面無風，則爆炸聲 最先傳到下列何處？ 【92.基測一】 (Ａ)離目標 400 公尺處的真空研究室內 (Ｂ)在目標上空 500 公尺處的飛行員 (Ｃ)離目標 500 公尺處洞穴內的戰士 (Ｄ)離目標 550 公尺處的地面上居民
（
）2.傳聲介質及其特性會影響聲音傳播的快慢，已知聲音在 0℃的空氣中傳播速率為 331 公尺/ 秒，溫度每升高 1℃，其速率增加 0.6 公尺/秒。曉研想測量位於住家附近一枯井的深度，她 在井口向內喊話，經過 0.20 秒後聽到回聲，若當時井中氣溫維持在 15℃，則曉研測得的枯 井深度為多少公尺？ 【91.基測二】 (A) 33 (B) 34 (C) 66 (D) 68
（
）3.小強在觀看煙火時，看到亮光後，過了 2 秒鐘才聽到爆炸聲。已知聲音和光 在空氣中的傳播速率分別為 340 公尺/秒和 30 萬公里/秒，則煙火爆炸的地 點與小強的距離約為多少？ 【90.基測二】 (A)
（
(B)
680 公尺(C)
15 萬公里(D)
60 萬公里
）4.下列哪一項因素會影響聲音在空氣中傳播的快慢﹖ (A)聲源的種類 (B)聲音響度的大小 (C)聲音音調的高低 (
【93 基測一】 (D)空氣溫度的高低
)5.小瑀利用木槌分別敲擊甲、乙、丙三音叉，它們在空氣中所產生的聲波波長分別為 2.4 公尺、 1.2 公尺、0.4 公尺。當時哪一個音叉的音調最高？ (A)甲
（
170 公尺
(B)乙
(C)丙
(D)三者的音調一樣高
）6.在無風的狀態下，有關聲音在空氣中傳播時的特性，下列敘述何者正確？ (A)聲音在空中傳播時，是一種能量的傳遞 (B)聲波的傳播方向與空氣分子的運動方向相互垂直 (C)聲音在密度均勻的空氣中傳播時，任意位置都會發生折射或反射 (D)空氣對聲音的傳播會形成阻礙，若沒有空氣，則聲音的傳播速率會更快
- 127 -
【95.基測一】
【96.基測二】
單元 3 波動與聲音
（
）7.漁夫在海上捕魚時，常使用可接收及發射超聲波的儀器，從海面向著正下方的海底探測魚
群的狀況。假設在海水中超聲波的傳播速率為 1500m／s，則下列敘述何者正確？ (A)發射超聲波 0.04 秒後傳回某魚群的訊息，該魚群約在海面下 30m 處 【97.基測一】 (B)使用超聲波探測海中的魚群時，是運用聲音折射原理得知魚群的位置 (C)使用超聲波探測魚群的位置，原因是只有超聲波能在海水中傳播 (D)若超聲波從海水中傳入空氣中，其傳播速率不會改變 （
）8.村中的喇叭同時向左右廣播著重要事項，位於喇叭左右兩端的阿鳳與千千聽到廣播的時間 差為 0.5 s，其示意圖如圖所示。若圖中三者在一直線上，且忽略風及溫度對聲速的影響， 已知下列選項中有一項是阿鳳與千千的距離，依上述條件推論，何者為兩人之間的距離？ 【101.基測】
(當時聲速為 340 m/s)
(A) 17 m （
(B) 34 m
(C) 150 m
(D) 300 m
）9.垃圾車收垃圾地點的順序及各站間距離如圖所 示。垃圾車每停一站便會開始播放音樂提醒附 近的居民來倒垃圾，垃圾車在第 1 站停下來播 放音樂並收垃圾，若忽略風及溫度對聲速的影 響，則此時在第 2 站的小強與第 3 站的小樂聽 到音樂傳來的時間差為下列何者？(當時聲速
【103.會考】
為 340m/s) (A)0
(B)1.0s
(C)1.5s
(D)2.0s
ANS:1.CBBDC
- 128 -
6.AADB
單元 3 波動與聲音
_____1.振動物體就會產生聲音。 _____2.波以耳的實驗證實聲音的能量隨距離增加而變小。 _____3.溫度越高，聲音傳遞就越快。 _____4.喊得越大聲，聲音傳遞就越快。 _____5.聲音傳遞時，空氣分子只原地左右振動。 ANS: X X O X O
一、選擇 （ （ （
（
）1. 當我們在唱一首歌時ˉ(甲)聲音時大時小ˉ(乙)音調時高時低ˉ(丙)節奏時快時慢；請問：哪 一項會影聲音傳播的速率？ˉ(A)甲ˉ(B)乙ˉ(C)丙ˉ(D)都不會。 ）2. 人類在某星球上可聽見聲音，哪一個是非必要的條件？ˉ(A)物體須振動ˉ(B)空氣或其他氣 體的存在ˉ(C)耳朵的聽覺功能良好ˉ(D)聲速必須在 340 公尺/秒以上。 ）3. 在學校運動會中，發現一個 100 公尺短跑的烏龍計時員。他竟然是聽到槍聲後，才按下碼錶， 當時無風，氣溫 25℃(當時聲音傳播速率約等於 346 公尺/秒)，請問選手的 成績應如何更正才是正確的？ (A)加上 0.29 秒ˉ(B)扣掉 0.29 秒ˉ(C)增加 0.6 秒ˉ(D)扣掉 0.6 秒。 ）4. 走路不小心撞到了牆壁，發出「碰」的一聲，請問此時
(A)只有牆壁產生
振動，頭並未產生振動，否則就會腦震盪了 (B)只有頭產生振動，牆壁因 為厚重，不可能產生振動 (C)其實牆壁和頭都產生了振動 (D)其實牆壁 （
（
（
和頭都沒有產生振動，只是周圍的空氣發生了擾動。 ）5. 海面上有一艘油輪發生爆炸，請問此時是油輪水面下 1000 公尺處的潛水艇先偵測到爆炸聲， 還是海面上另一艘離油輪 1000 公尺的軍艦上的士兵先聽到爆炸聲？ˉ(A) 潛水艇ˉ(B)士兵ˉ(C)同時偵測到與聽到ˉ(D)只有軍艦上的士兵能聽到 爆炸聲。 ）6. 如圖，甲、乙兩人分別在長 50 公尺的鐵軌兩端，甲用鐵鎚大力敲打鐵軌， 請問在 50 公尺外的乙將耳朵貼在鐵軌上，可聽到幾個聲音？ (A)兩個，第一個聲音是由 鐵軌傳來的；第二個聲音是由空氣傳來的 (B)兩個，第一個聲音是由空氣傳來的；第二個 聲音是由鐵軌傳來的 (C)一個，由鐵軌傳來的 (D)一個，由空氣傳來的。 ）7. 「密閉容器內的空氣無法外漏，但置於容器內的鬧鐘響聲，在容器外仍可以聽見」，由以上 的實驗觀察可以說明，傳遞聲波時ˉ(A)空氣分子可以隨聲波向前移動ˉ(B)空氣分子會在容 器內做來回的反射ˉ(C)玻璃也可以傳遞聲音 (D)玻璃傳聲的速度比空氣快。 - 129 -