課程名稱:聲音的傳播 課程名稱:聲音的傳播
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
聲音的產生
聲音的產生示意圖
(媒體: 1
, 3’38” )
克拉尼圖形
波以耳 聲音傳播實驗
英國人 波以耳
Robert Boyle 1627 - 1691
證實聲音要依靠介質傳播
形成真空 抽氣
真空燒瓶 聲音傳播實驗
形成瓶內真空
加熱
搖動聽聲 噴泉實驗
加熱:瓶內少許水,使
。
澆水:水蒸氣凝結,使
。
搖動:是否有聽見聲音
噴泉實驗:
瓶內部壓力 外界壓 力,
水由外往內流成噴泉。
瓶內充滿水蒸氣 瓶內形成真空
小於
(媒體: 1
, 3’27” )
如何產生聲音
如何產生聲音
:( 1 )產生聲音的條件: 物體 。 要有 。
( 2 )聲波傳播的介質: 固體、液體、氣體均可作為介質
振動 介質
液體介質
氣體介質
固體介質
(媒體: 1, 1’24” ; 2, 2’20” ; 3
, 2’02” )
聲音傳播速率
聲音傳播速率
聲波傳播的速率:
( 1 )波速是 運動
( 2 )聲波傳遞需要介質(介質相同,波速相同)
在介質中的速率: 。 ( 3 )聲波在空氣中的聲速受溫度、溼度及風速影響
溫 濕 風,聲速較快
( 4 )聲音在 中,聲速與溫度之關係式及等速運動關係式:
等速
固體>液體>氣體>真空= 0
高 高 順
C :
T ms
: 6 . 0 331
V
T V
單位
公尺 音速在空氣中每秒 340
若
15 C 331 0 . 6 331 0.6 15 340 m s
t
V T V空氣
時間 聲速
距離
Vt X(媒體: 1, 1’53” )
f t VX
聲音傳播速率示意圖
介質 聲速
( m /s ) 介質 聲速
( m /s ) 介質 聲速
( m /s )
固體 液體 氣體
鋼 5200 海水 1520 空氣 343
(室溫:20℃ )
聲速:固體>液體>氣體>真空= 0
介質愈緊密,聲速愈快
在空氣介質時, 高溫高濕順風 ,聲速快
聲音在空氣中傳播
音叉振動
介質
聲音在空氣中傳播:
音叉來回振動擾動周圍空氣,形成 波 ,聲音傳入耳朵,振動 引起聽覺
聲音在空氣中傳播,屬於 波 疏密 耳膜
縱
音叉每秒振動次數 空氣每秒產生疏密波的次數=
範例解說
1. 甲、乙兩音叉在空氣中連續振動,使周圍的空氣形成疏密相間的連續波 形,如圖。則:
甲、乙兩音叉產生之波長何者大? 。
甲、乙兩音叉發出的聲音,在空氣中的聲速何者較快? 。
甲、乙兩音叉何者振動頻率較高? 。乙
波速只決定於介質
介質相同,波速相等
甲 相等
f V
小
大
大 小
ff
範例解說 聲音等速運 動
2. ( )在某個下雨的夜晚,豐安看到閃電後,經過 5 秒才聽到 雷聲,若當時的氣溫為 20℃ ,則打雷的地點距離豐安有 多遠?
(A) 1715 公尺 (B) 1029 公尺 (C) 680 公尺 (D) 2040 公尺
s m T
V
343 20
6 . 0 331
6 . 0 331
A
傳遞時
[ ]
用於聲音在 空氣中
T
V 331 0.6
看到光 忽略,因光速極快。 聽到聲 考慮之
m X
Vt X
1715 5
343
●
振源
聲音行進路徑
X時間 聲速
距離
Vt
X小夏 小熙
範例解說 時間差問題
3. 小夏將耳朵貼在鐵軌上,小熙由鐵軌的另外一端敲擊鐵軌。小夏共聽到 兩次聲音,第一次由鐵軌傳來,第二次由空氣傳來。若兩次聲音的間隔 相差 6 秒,則:小夏與小熙的距離為 公尺。
(設此時空氣中的聲速為 350 m/s ,鐵軌中的聲速為 2800 m/s )
振
源
V1 t1 V2 t2
2 1
2
1
V t t
V
X
時間差
快 慢
V X VX
6
1 2
V X V
X
時間差
1
2 t t
V t X
Vt
X
範例解說 時間差問題
3. 小夏將耳朵貼在鐵軌上,小熙由鐵軌的另外一端敲擊鐵軌。小夏共聽到 兩次聲音,第一次由鐵軌傳來,第二次由空氣傳來。若兩次聲音的間隔 相差 6 秒,則:小夏與小熙的距離為 公尺。
(設此時空氣中的聲速為 350 m/s ,鐵軌中的聲速為 2800 m/s )
小夏 小熙
振
源
2800m / s 350m / s
X
2800 6 350X X
範例解說 時間差問題
3. 小夏將耳朵貼在鐵軌上,小熙由鐵軌的另外一端敲擊鐵軌。小夏共聽到 兩次聲音,第一次由鐵軌傳來,第二次由空氣傳來。若兩次聲音的間隔 相差 6 秒,則:小夏與小熙的距離為 公尺。
(設此時空氣中的聲速為 350 m/s ,鐵軌中的聲速為 2800 m/s )
m X
X X
X X
X X
2400
2800 6
7 2800 6
7
2800 6 2800
8
2800 6 350
2400
範例解說 波性質運算
4. 當氣溫 15℃ 時,蚊子快速振動翅膀所發出的嗡嗡聲,假設翅膀每 分鐘振動 30600 次,則:
蚊子翅膀的振動頻率? Hz 。
蚊子翅膀的振動週期? 秒。 (以分數表示)
蚊子翅膀的振動波長? m 。 (以分數表示)
s Hz
f n 510
30600 60
510
f s
T 510
1 1
1/510
範例解說 波性質運算
4. 當氣溫 15℃ 時,蚊子快速振動翅膀所發出的嗡嗡聲,假設翅膀每 分鐘振動 30600 次,則:
蚊子翅膀的振動頻率? Hz 。
蚊子翅膀的振動週期? 秒。 (以分數表示)
蚊子翅膀的振動波長? m 。 (以分數表示)
510 1/510
m f
V
3 2 510
340 510 340
s m
V V
T V
/ 340
15 6
. 0 331
6 . 0 331
2/3