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課程名稱:回聲 課程名稱:回聲

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Academic year: 2022

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全文

(1)

課程名稱:回聲 課程名稱:回聲

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

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

(3)

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

(4)

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

23

14

40

40 40

50 50

80

(5)

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

(6)

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

(7)

 回聲

(8)

形成回聲的原因

 :聲音遇障礙而反射回來的聲音 回聲

( )

回音

(9)

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

(10)

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

(11)

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

(12)

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” )

(13)

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

(14)

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)

(15)

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

(16)

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

(17)

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。

 

m

Vt

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

(18)

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

(19)

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 s

s m

1500

(20)

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 s

s 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 

(21)

課程結束

參考文獻