課程名稱:回聲 課程名稱:回聲
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
入射線 反射線
波的反射定律
波的反射定律:波反射後,遵循以下性質
( 1 )入射線、反射線分別在 線的兩側,且此三直線在同一平 面
( 2 )入射角 反射角 法 等於
法線:與障礙物表面垂直的直線
反射角:反射線與法線的夾角
入射角:入射線與法線的夾角
法線
(媒體: 2
)
作圖程序:畫法線、量入射角、量反射角、畫反射線
入射波與反射波性質比較
入射波 反射波
行進方向 波速 V
頻率 f 週期 T
波長
λ振幅
改變 不變 不變 不變 不變
改變,減小
入射波與反射波都在同一介質,所以波速相同 (波速取決於介質,介質相同時波速就相同)
較大
f
V
範例解說
1. 附圖之反射關係的角度示意圖,今有一束光線射向平面鏡,則:
入射角為 ;反射角為 。
入射線與平面鏡的夾角為 ;反射線與平面鏡的夾角為 。
下列關係何者必成立? 。
( A ) θ1 = θ2 ( B ) θ2 = θ3 ( C ) θ1 = θ4 ( D ) θ3 = θ4 。
若入射角為 40° ,則:
反射角為 度。
入射線與反射線的夾角為 度。 2 3
4 1
1 2
3 4
BC
2 3
1 4
40
40 40
50 50
80
範例解說
2. 已知反射線方向為附圖中的 R ,如右圖,則:
此波動的入射角為 度。
入射線與反射線的夾角為 度。
入射線與障礙面的夾角為 度。
入射線
反射線
30°
30°
60°
30
60 60
範例解說
3. 如右圖,一波動之入射線垂直於障礙面,則:
入射角 度 反射角 度
0 0
垂直入射,循原路徑反射
入射線,與法線重合
反射線
回聲
形成回聲的原因
:聲音遇障礙而反射回來的聲音 回聲
( )回音
反射定律示意圖
反射定律 作圖說明
作圖程序:畫法線、量入射角、量反射角、畫反射線
(媒體: 1)
聲音反射 討論
討論:
( 1 )實驗: 反射面:硬紙板、毛巾 反射角: A 、 B 、 C
( 2 )討論: 聲音的反射,遵循 定律
反射面 時,利於聲音反射,不利於被吸 收
反射面 時,不利於聲音反射,利於被吸 收
反射面為硬紙板、反射角為 B , 反射聲音最大 反射
堅硬或光滑 柔軟或粗糙
聽見回聲的可能條件
聽見回聲的可能條件:
( 1 )聲音反射面是 的。
( 2 )發聲體與聲音反射面必須距離 公尺以上 堅硬或光滑
原聲與回聲傳到耳 中的時間要相差 0.1 秒以上,人耳 才能分辨出來。
原聲
回聲
f t V
X
m 17 0.05
2 340
340 0.1
Vt
X距離
X假設聲速 340 m/s ,人發聲後 0.1 秒聽見回聲 17
避免回聲干擾的方法
避免回聲干擾的方法:
加裝(隔)吸音板 牆壁掛呢絨布幔
使牆凹凸不平 傾斜的天花板或不對稱的牆
(媒體: 1, 22” )
聲音反射的應用
聲音反射的應用:
管狀話筒、雷聲隆隆、傳聲筒、聲納、碟形對話筒 管狀話筒
傳聲筒 聲納
雷聲
聲音反射的應用
碟形對話筒:
利用相對的兩個 鏡,其中一人於一側的凹面鏡 焦點發聲,另一人能於另一側的凹面鏡之 處聽見 她的聲音。
凹面
焦點
(凹的反射面)
聲納測距原理
聲納測距原理:藉聲波反射往返的 及 測距
( 1 )已知聲波於海中傳遞的速率為 V 公尺 / 秒
( 2 )若船上的聲納自發出聲波,到接收到反射波。歷時 t 秒
海底
傳出聲波
深度 聲波反射 X
V m/s
2
t
X V
海洋深度 X (媒體: 1, 3’05” )
時間 聲速
原聲與回聲性質比較
原聲 回聲
行進方向 波速 V
頻率 f 週期 T
波長
λ振幅
改變 不變 不變 不變 不變
改變,減小
原聲與回聲都在同一介質,所以波速相同
(波速取決於介質,介質相同時波速就相同)
較大
f
V
範例解說
1. 小宏想測量住家附近一口枯井的深度,他在井口向井底喊話,
經 0.4 秒後聽見回聲。若當時井中的溫度是 25℃ ,則小宏測 得
的枯井深度為 公尺。
mVt
X 346 0.2 69.2
2 4 . 25 0
6 . 0
331
69.2
2. ( )假設在海水中聲音傳播的平均速率為 1500 公尺∕秒。當船上 用聲納去測量海底的深度時,若聲納之聲波自發射至接收的 時
間為 1.5 秒,則海底的深度為多少公尺?
(A) 1000 (B) 1125 (C) 2000 (D) 2250 。
m Vt
X 1125
2 5 .
15001
B
聲納儀
T
V 331 0 . 6
3. ( ) 20℃ 時聲音在空氣中速度為 340 m ∕ s ,某人站於 兩山
壁間發出一聲音,隔 0.6 秒聽到第一次回聲,再隔 1 秒
聽到第二次回聲,則兩山壁相距?
(A) 544 m (B) 1088 m (C) 272 m (D) 374 m 。
範例解說
2 sec 6 .
0 sec
2 6 . 1
X1 X2
m X
X X
374 1
. 1 340
2 2 . 340 2
2 6 . 340 1
2 6 . 340 0
2 1
D
4. 附圖中的直昇機在水面上方 60 公尺處對水面下的潛艇發出頻率為 30000 赫的超聲波,經 0.6 秒後收到由潛艇反射回來的聲波。
已知空氣中聲速每秒 300 公尺,水中聲速每秒 1500 公尺,則:
(1) 超聲波在空氣中的波長是 公尺。
進入水中時的波長是 公尺。
(2) 超聲波在水中頻率為 赫。
範例解說
m f
V
01 . 0
30000 300
1
1 1
0.01
m f
V
05 . 0
30000 1500
2
2 2
0.05 30000
m
60
300
m ss m
1500
4. 附圖中的直昇機在水面上方 60 公尺處對水面下的潛艇發出頻率為 30000 赫的超聲波,經 0.6 秒後收到由潛艇反射回來的聲波。
已知空氣中聲速每秒 300 公尺,水中聲速每秒 1500 公尺,則:
(3) 潛艇的位置在水面正下方 公尺。
範例解說
m
60
300
m ss m
1500
150
(媒體: 1, 43” )
s t
t Vt
X
2 . 0 300
60
0.4s
0.2s
m X
Vt X
2 150 2 .
1500 0