聲與光CHAPTER 05

(1)

聲與光

(2)

C o n te n ts 5-1

波的現象

5-2

聲音的發生與傳播

5-3

樂音與噪音

5-4

光的反射與面鏡成像

5-5

光的折射及透鏡成像

5-6

光與生活

(3)

離開 ^P100

(4)

信樺文化

5-1 5-2

物理 A 05 聲與

5-3 5-4 5-5 5-6 光

一、波的定義

將一條水平繩子一端固定，另一端用手抓著上下輕輕振動，可發現沿著繩子會傳遞一個個高低起伏的波形，但整條繩子並未隨著波形傳遞出去，只在原處作振動，我們稱這種藉由物質振動來傳遞能量的行為為波動。

(5)

離開

生活中常見的波動如水波、聲波、繩波、彈簧波

等，都需要依靠介質才能傳遞，而介質是傳遞波動能量的媒介，本身只會在原處

作小幅度的振動，像這種需要介質才能傳遞能量的波動就稱為力學波。

P100

(

一 ) 力學波與電磁波

繩波

(6)

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物理 A 05 聲與

5-3 5-4 5-5 5-6 光

二、波的分類

而完全不需要介質就能傳遞能量的波動則稱為非力學波，電磁波是其中一種，它利用電磁場的交互變化來傳遞能量，即使真空中也能傳遞，例如手機通訊、太陽光、衛星通訊、收音機、無線電視等都是利用電磁波。

(

一 ) 力學波與電磁波

通訊衛星是用作無線電通信中繼站的人造地球衛星

(7)

離開

( 二 ) 橫波與縱波

P101

力學波可由介質的振動方向與波前進的方向分為橫波 （ transverse wave ）與 縱波

（ longitudinal wave ），如下圖所示。

(8)

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5-1 5-2

物理 A 05 聲與

5-3 5-4 5-5 5-6 光

二、波的分類

(9)

離開

P101

1.

橫波：

介質振動方向與波前進方向互相垂直的波，又稱為高低波，如繩波、電磁波。電磁波因電場、磁場變化方向和波前進方向垂直，屬於橫波。

2.

縱波：

介質振動方向與波前進方向互相平行的波，又稱為疏密波，如彈簧波、空氣中的聲波均屬之。

(10)

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5-1 5-2

物理 A 05 聲與

5-3 5-4 5-5 5-6 光

二、波的分類

水面上的水波是混合波，橫波和縱波兩種型式同時都有，而固體中的聲波，也是會有橫波和縱波同時傳遞著。

(11)

離開

橫波與縱波

https://www.youtube.com/watch?v=ewsx9Gnh5eM

水波 - 混合波 ( 水分子作圓周運動 )

https://www.youtube.com/watch?v=Qcsl99vUmsU

(12)

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物理 A 05 聲與 光

一、聲音的發生與傳播

聲音是透過物體振動，使介質的壓力與密度產生變化，藉此將能量往外傳遞而形成的聲波。當聲波在空氣中傳遞時，空氣分子只在原處振動並不隨波動傳遞，而振動方向與波前進方向平行，故為縱波。

(13)

離開

聲波在固態、液態或氣態的介質中均可傳遞，只是會因為不同的介質而影響聲波的波速，聲波的波速又稱音速，一般而言以固體中最快，液體次之，氣體最慢，如下表所示。

P101

介質空氣氫氣水玻璃 聲速 ( 公尺 /

秒 )

343 1330 1500 5170

介質黃銅鋁鐵石英

聲速 ( 公尺 / 秒 )

3500 5000 4910 6000

(14)

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物理 A 05 聲與 光

一、聲音的發生與傳播

公式 5-

1

(15)

離開

故在 25℃ 的氣溫下，音速大約為 331 ＋ 0.6

× 25 ＝ 346 （公尺 / 秒）

P102

(16)

解

當聲波在溫度升高的空氣中傳播時，其　 (A) 頻率變大　 (B) 波速變快　 (C) 振幅變大　 (D) 波長變短。

(B)

聲速隨溫度升高而上升。

(17)

離開 ^P102

答固體中的聲速最快。

(18)

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物理 A 05 聲與 光

二、聽覺頻率的範圍

(19)

離開

各種動物可聽辨的聲波範圍如下表所示。

P102

動物狗貓

(20)

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物理 A 05 聲與 光

二、聽覺頻率的範圍

超音波在醫學上的應用，以超音波掃瞄儀最常見，

其原理是讓頻率極高的超音波進入人體中，接收人體組織產生的反射波後加以可

視化為影像，醫生即可觀看身體內部的狀況是否有異，如右圖所示。

(21)

離開

( 一 ) 聲音的反射及產生回聲的條件

P103

聲波傳遞時，遇到不同的介質會產生不同的反射狀況，反射波即所謂的回聲（ echo ），回聲的波長、波速、頻率都沒

有改變，只有能量減少，所以振幅會變小。

(22)

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物理 A 05 聲與 光

三、回聲現象及應用

( 二 ) 聲音反射的利用

為了減少回聲的產生，禮堂或音樂廳通常會利用內部牆壁材料與構造的變化，在某些區域加強吸收回聲，避免回聲干擾讓視聽品質下降，並且在某些區域加強反射，使回聲能傳至後方更遠的觀眾席上。

(23)

離開

( 三 ) 超聲波的利用

P103

超聲波的應用在現今十分廣泛，例如用來檢測鐵軌的超音波軌道探傷車，其利用探頭發出的超音波進入軌道，若遇到裂紋等缺陷會產生反射波，

探頭在接收到反射波後便可以知道裂紋的尺寸和位置，讓工務人員進一步更換修護。

(24)

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物理 A 05 聲與 光

三、回聲現象及應用

( 三 ) 超聲波的利用

漁船的聲納、醫院的超音波掃描儀等，也是回聲相關的應用。

(25)

離開

超音波軌道探傷車

https://www.youtube.com/watch?v=hJvfoZHRUic

(26)

信樺文化

A A Q Q

&

超音波軌道探傷車的基本運作原理為何？

答：

將超音波傳遞至軌道內反射後由探頭接收，若軌道內有損傷瑕疵，則反射波訊號會顯示異常並記錄位置，再由工務人員進行修復或換軌。

(27)

離開

生活周遭到處充滿了各式各樣的聲音，有些聽來悅耳，有些聽來吵雜，對於樂音或噪音的認定，讓我們來進一步討論。

P104

(28)

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物理 A 05 聲與 光

一、樂音三要素

樂音主要有三個組成要素：響度、音調及音色。

(

一 ) 響度

聲音的強度稱為響度或音量，響度與聲波的振幅有關，能量越大振幅越大，聽者感受到的響度就越大。

(29)

離開 ^P104

(

一 ) 響度

響度的單位為分貝（ decibel ，簡寫為 dB ），主要是為了紀念發明電話的美國人貝爾

（ Alexander Bell ， 1847 ～ 1922 ）。

(30)

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物理 A 05 聲與 光

(

一 ) 響度

分貝數是以對數的方式訂定的，簡單舉例來說，先訂出人耳所能聽到的最小音量

I ₀

為

0

分貝， I

₀

為 10

⁻¹²

瓦特／平方公尺，再以 I

₀

為基準，音量

每增

強 10 倍，響度就增加 10dB ，所以音量若為 0 分貝的 100 倍，響度為 20dB ；音量若為 0 分 貝的 10

¹²

倍，響度為 120dB ，依此類推。

(31)

離開 ^P104

(

一 ) 響度

以下圖說明生活中常聽見的噪音分貝及強度的關係。

(32)

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物理 A 05 聲與 光

(

一 ) 響度

(33)

離開 ^P105

(

一 ) 響度

(34)

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物理 A 05 聲與 光

( 二 ) 音調

音調是指聲音的高低，主要由聲波的頻率來決定，

頻率越大其音調就越高，頻率越小音調就越低沉，

通常男生的聲音音調較低，女生的音調較高，這與聲帶的先天構造不同有關。

(35)

離開

( 二 ) 音調

P105

對某些弦樂器來說，弦線越細、越短、越緊，所發出的聲波音調越高，而管樂器則

是長度越短音調越高。

(36)

解

「響度」、「音調」與發音體的振動有何關係？

(A) 響度越大，音調即越高，且發音體的振動亦越快　 (B) 響度越大，音調即越低，而發音體的振動也越慢　 (C) 發音體的振動越快，則音調越高，但是響度卻不一定變大　

(D) 發音體振動得越快，則響度越大，但音調卻不一定變高。

振動越快，則音調越高，但是響度 則是由振動幅度決定，故選 (C) 。

(37)

離開 ^P105

答

調　 (C) 響度的大小決定於頻率的高低　 (D) 聲音傳越遠，振幅越小，頻率不變。

聲音向外傳遞能量漸減，是因為其振幅變小，

但是頻率與波速均不變。故選 (D) 。

(38)

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物理 A 05 聲與 光

( 三 ) 音色

我們常聽見不同的樂器，發出不同的聲音，而且一聽就能分辨出是小提琴、鋼琴、吉他或是鼓聲，就像可以從電話中，分辨出不同人的聲音一樣，這是因為不同的發音體發出的聲音有其不同的波形，稱為音色或音品。

(39)

離開

( 三 ) 音色

P106

大部分樂器所發出的聲音，是由數種頻率的聲音混合而成，其中最低頻率的聲音稱為基音，其餘的頻率則等於或近似於基音頻率的整數倍，統稱為泛音。基音和泛音最後組成各個樂器特有的波形，形成獨特的音色。

(40)

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物理 A 05 聲與 光

( 三 ) 音色

(41)

離開 ^P106

解不同樂器發出的音色不同，故選

(D)

。

(42)

答

刑案中常利用聲紋來比對一個人的身份，其原理主要是根據每個人的 (A) 聲音強度　 (B) 音調　 (C) 音色　 (D) 響度　的特徵來判斷。

每個人的聲音音色不同，也就是波形不同，

稱為聲紋，可做身分辨識用，故選 (C) 。

(43)

離開 ^P107

對於噪音的標準每個人感受不同，通常音量在 70 分貝以上，就會令人感到不悅、心煩，若上升到 90 分貝，則會感覺頭昏、噁心、緊張、焦慮、失眠等，長期處在這樣的環境下，嚴重的甚至會有失去聽力、心律不整等症狀，所以用響度作為噪音的認定標準是相對比較客觀及常見的。

(44)

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物理 A 05 聲與 光

二、噪音

但是某些會讓人受到傷害的聲音並不是因為響度過大造成的，有時是因為頻率或音色的關係，亦會被視為噪音，但這比較屬於主觀認定，例如有些人對低頻的滴水聲或是對指甲刮黑板的聲音會感到不舒服。

(45)

離開 ^P107

我們周遭環境的噪音有不同的來源，例如工地大型機具的聲音、機場附近飛機起降的聲音、公路上汽機車加速的聲音或是高速旋轉的機具等都可發出令人不悅的高分貝噪音。

工地機具的噪音飛機起飛的噪音

(46)

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物理 A 05 聲與 光

二、噪音

噪音對人體的傷害是無形且深遠，而其程度則不亞於其他汙染的傷害；臺灣目前有《噪音管制法》規範部分營業場所的噪音管制與相關罰則，如果勞工必須在噪音場所工作，就要做好防護措施，戴上耳塞、耳罩，降低噪音對耳朵的傷害，而雇主也必須在場所四周，加裝吸音或是隔音材料，以防止噪音向外擴散。

(47)

離開 ^P107

在公共場所要盡量避免大聲喧嘩；使用音響設備，

音量調整適當，避免干擾別人，也保護自己的聽力。

發出巨大噪音的鋸木機

F1

賽車的引擎聲

(48)

信樺文化

聲紋鑑定 - 破案關鍵

https://www.youtube.com/watch?v=7Bbr0k5JV_E

(49)

離開

聲紋辨識是利用每個人發出的聲波音色作為辨識依據，其中最關鍵的指標是什麼？

答：

每個字的母音，因為大部分語言都有母音，且母音的發音時間較長、強度較大。

(50)

信樺文化

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物理 A 05 聲與 光

一、光的反射定律

• 月球不會發光，但在地球的我們卻能夠看到它，

其實是因為月球將日光反射後進入我們的眼睛，

這就是光的反射現象。

• 日常生活中，除了每天在照的鏡子，汽機車的後視鏡也都是光反射的應用。

(51)

離開

的現象，我們將此種現象稱為光的反射（ reflecti on of light ），此現象經由前人們的反覆實驗，

確定了兩項結果，即為反射定律（ law of reflect ion ）：

P108

(52)

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5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6

物理 A 05 聲與 光

• 光的反射又分為單向反射（ regular reflectio n ）與漫射（ diffuse reflection ）。

• 單向反射發生在鏡子、玻璃等光滑平面，平行光射至平面時，根據反射定律，反射光也平行射出

• 漫射通常發生在粗糙表面，當平行光入射後，每一條反射光雖遵守反射定律，但因各自的入射角不同，所以反射角也不同，使得反射光往不同的方向散去。

(53)

離開

在相同光照的條件下，單向反射的表面會比漫射更明亮有光澤。

P108

(54)

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物理 A 05 聲與 光

上課時，不同座位的同學都能看清楚黑板上的字，

就是因為黑板表面是粗糙的，使得光線產生漫射的緣故，如果黑板用久了，表面變得光滑則容易呈現反光的現象。

(55)

離開

凡是表面平滑光亮，光線經由此表面反射時，皆會遵守反射定律，使我們可以清楚地見到物體成像

者，即統稱為面鏡（ mirror ）。常見面鏡有平面鏡與球面鏡（凸面鏡和凹面鏡），接著將一一介紹平面鏡與球面鏡的成像。

P109

(56)

信樺文化

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物理 A 05 聲與 光

( 一 ) 平面鏡

二、面鏡的成像

(57)

離開

( 一 ) 平面鏡

P109

平面鏡的成像性質：

1.

正立等大虛像，但與物體左右相反。

2.

物距等於像距。

平面鏡所成的像，與原物體的大小相同、左右相反，且兩者與鏡面的距離相等

(58)

解

竑鈞身高為 180 公分，而眼睛離頭頂為 10 公分，他的前方有一面鏡子，請問鏡子最少要多高，才能從鏡中看到他自己全身的影像？

(59)

離開 ^P109

答

12

點 -10 點 10 分 =1 點 50 分

(60)

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物理 A 05 聲與 光

( 二 ) 球面鏡（ spherical mirror ）

取透明球體一部分作為反射鏡面，即為球面鏡。其中以球體內面作為反射鏡面者稱為凹面鏡

（ concave mirror ）；以球體外側作為反射鏡 面者則稱為凸面鏡（ convex mirror ）。

(61)

離開

P110

(62)

信樺文化

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物理 A 05 聲與 光

(63)

離開

P110

(64)

信樺文化

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物理 A 05 聲與 光

(65)

離開

P110

球面鏡成像，依據反射定律可利用作圖法得知其大小與位置，且任兩條規則所畫出的反射線交點即可獲得成像。以下介紹凹面鏡成像的作圖規則、凸面鏡成像的作圖規則及其他常見的球面鏡成像作圖情況。另球面鏡成像性質整理如表。

(66)

離開

信樺文化

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物理 A 05 聲與 光

P111

凹面鏡成像作圖規則：

平行主軸的光線，反射後會通過焦點。

通過焦點的光線，反射後會平行主軸。

通過曲率中心的光線，

反射後循原路徑返回。

入射鏡頂的光線，反射

(67)

離開

P111

凸面鏡成像作圖規則：

平行主軸的光線，反射後反射線的反向延長線會通過焦點。

對準鏡後焦點的光線，反射後會平行主軸。

對準鏡後曲率中心的光線，反射後循原路徑返回。入射鏡頂的光線，反射後對稱於主軸。

(68)

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物理 A 05 聲與 光

物體在曲率中心與焦點之間，會形成倒立放大的實像

其他常見的球面鏡成像作圖情況

(69)

離開

P111

其他常見的球面鏡成像作圖情況物體在焦點內，會形成

正立放大的虛像

(70)

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物理 A 05 聲與 光

球面鏡成像性質

成像性質無窮遠處焦點上一點

倒立縮小實像倒立相等實像倒立放大實像焦點上無窮遠處

鏡後正立放大虛像凹面鏡

(71)

離開

凸面鏡

P111

成像性質無窮遠處鏡後虛焦點上一點

鏡前任意點鏡後焦點內正立縮小虛像

(72)

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實像與虛像

https://www.youtube.com/watch?v=uE1RRZqaEjo

(73)

離開

影片中是何種面鏡？它的成像性質為何？

答：

凹面鏡，焦距內成正立虛像，焦距外成倒立實像

(74)

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物理 A 05 聲與 光

一、折射現象

光由一介質傳遞至另一介質時，除非光沿法線方向前進，否則在兩介質交界面，光線前進的方向會改變產生偏折的現象，稱為

折射（ refraction ），如圖所示。折射的原因是由於兩介質內的光速不同，所以行進方向會改變。

(75)

離開

觀察光的折射現象，我們發現會遵守兩個情況：

P112

(1)

入射線、法線和折射線在同一平面上，且入射線與折射線在法線兩側。

(2)

光從光速快的介質傳遞至光速慢的介質時，

折射線偏向法線；反之，若由光速慢的介質傳遞至光速快的介質時，折射線偏離法線。

(76)

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物理 A 05 聲與 光

從空氣中看水裡的水彩筆，可發現水彩筆像是往上折斷一樣，這就是日常生活中常見的視深和實深的差別，其中觀察者所見虛像的深度稱為視深，筷子實際的深度稱為實深。

一、折射現象

(77)

離開

P112

(78)

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物理 A 05 聲與 光

一、折射現象

(79)

離開

P113

(80)

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物理 A 05 聲與 光

在炎熱的夏天，當我們在公路上行車時，常可在前方的路面上看到遠處景物的倒影，好像路面上有積水的樣子，其實路面是乾的。

一、折射現象

(81)

離開

( 一 ) 凸透鏡與凹透鏡

P113

球面透鏡是將透鏡的兩面或一面磨成球面，且具有 共同的主軸，一般分為凸透鏡（ convex lens ） 與凹透鏡（ concave lens ）。

(82)

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物理 A 05 聲與 光

二、球面透鏡成像

( 一 ) 凸透鏡與凹透

鏡凸透鏡是鏡片的中央部分較周圍部分厚的透鏡，如放大鏡。

平行主軸的光經凸透鏡折射後，交會於主軸上一點，故稱為匯聚透鏡，凸透鏡可分為雙凸透鏡、平凸透鏡、凹凸透鏡等形式，如圖所示。

(83)

離開

( 一 ) 凸透鏡與凹透鏡

P113

凹透鏡是鏡片的中央部分較周圍部分薄的透鏡，如近視眼鏡。平行主軸的光經凹透鏡折射後，會發散遠離主軸，故稱為發散透鏡。凹透鏡可分為雙凹透鏡、平凹透鏡、凸凹透鏡等形式，如圖所示。

(84)

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物理 A 05 聲與 光

( 一 ) 凸透鏡與凹透

鏡球面透鏡成像也可用作圖法得知其大小與位置，利用任兩條作圖規則所畫出的折射線交點即可獲得成像。

(85)

離開

( 二 ) 凸透鏡成像作圖法及應用

P114

凸透鏡成像作圖規則如下圖所示：

(86)

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物理 A 05 聲與 光

凸透鏡成像作圖規則：

平行主軸的光線，折射後會通過焦點。

通過焦點的光線，折射後會平行主軸。

(87)

離開

P114

日常生活中常見的凸透鏡應用，除了遠視眼鏡、放大鏡外，相機的鏡頭也是利用凸透鏡功能的透鏡組，將景物成像於感光底片上。數位相機與傳統相機最大的 差異就是以 CCD 及記憶體來取代底片：

(88)

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物理 A 05 聲與 光

利用光線讓底片的感光劑受光，

而將影像記錄在底片上。

(89)

離開

P114

利用ＣＣＤ的影像感應功能，將物體所反射的光轉換為數位訊號，壓縮後儲存於記憶體上。

(90)

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物理 A 05 聲與 光

相機成像原理

(91)

離開

P115

因此數位相機的優點在於能立即顯影，省略了底片沖洗的步驟，馬上可以檢視拍攝成果，不滿意可以立即重拍。

(92)

離開

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物理 A 05 聲與 光

( 三 ) 凹透鏡成像作圖法及應用

P115

凹透鏡成像作圖規則如圖所示：

凹透鏡成像作圖規則：

平行主軸的光線，折射後折射線的反向延長線會經

過焦點。

瞄準對側焦點的光線，

經折射後會平行於主軸。

通過鏡心的光線，折射

(93)

離開

( 三 ) 凹透鏡成像作圖法及應用

P115

近視眼鏡是常見的凹透鏡應用，因為水晶體彈性失調導致遠距離物體成像在視網膜前，無法得到清晰的像，所以利用凹透鏡將成像位置延後回視網膜上，便可得到清晰的像。

(94)

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物理 A 05 聲與 光

( 四 ) 透鏡的成像性質

透鏡的成像性質整理如下表所示：

成像性質無窮遠處焦點上一點

倒立縮小實像倒立相等實像凸透鏡

(95)

離開

P116

成像性質倒立放大實像焦點上無窮遠處不成像

同側正立放大虛像凸透鏡

(96)

信樺文化

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物理 A 05 聲與 光

成像性質無窮遠處鏡後虛焦點上一點

鏡前任意點同側焦點內正立縮小虛像凹透鏡

(97)

離開

生活裡的科學 - 光的折射

https://www.youtube.com/watch?v=DLnXTzXVtgI&l

ist=PLCfpGWVy-0mmw-ejSu_5RlJ9PUFXd4vRp

(98)

信樺文化

A A Q Q

&

1. 介質密度與光速關係為何？

2. 近視為何要用凹透鏡矯正？

答：

1. 介質密度越大，光速就越慢。

2. 近視是因為成像在視網膜前，所以利用凹透鏡矯正將成像延後回視網膜上。

(99)

離開

光照不足黑板和課本就看不清楚，傷眼傷神，更遑論夜晚時停電一片漆黑，造成的恐慌與危險更是無法言喻，所以光源的存

在對我們日常生活的重要性是不可或缺的。

P116

(100)

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物理 A 05 聲與 光

一、光通量、照度、發光強度

• 太陽、螢火蟲、紅綠燈和 LED 頭燈這些本身能發光的物體，稱之為發光體（ luminous body) 或稱為光源（ light source ）。

• 像月亮、樹木、桌椅等本身不會發光，但藉由反射光源所發之光，而

被我們看見的物體稱為被照體（ illuminated body ）。

(101)

離開

( 一 ) 光通量

P116

(102)

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物理 A 05 聲與 光

( 一 ) 光通量

(103)

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( 二 ) 發光強度

P117

(104)

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物理 A 05 聲與 光

( 三 ) 照度

(105)

離開

( 三 ) 照度

P117

公式 5-

2

由上式可知對相同點光源而言，照度與距離平方成反比，所以離光源越近照度越大。

(106)

目上下

離

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物理 A 05 聲與 光

( 三 ) 照度

環境

閱讀

500

～ 1000 走廊

75

～ 150

正午 ( 陽光直射 下 )

110,000

教室

150

～ 300

(107)

離開

( 一 ) 色散現象

P118

1666

年，牛頓發現日光通過三稜鏡後會分離出

紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種色光，此現 象稱為光的色散（ dispersion ）。因此可推知 我們所見的日光乃是由不同頻率（或波長）的光混合而成。

(108)

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物理 A 05 聲與 光

二、色散現象

右圖將日光色散後再透過倒立的三稜鏡重新合成日光，

故可知日光為所有色光所合成，又稱為複合光

（ compound light ）。

而經過三稜鏡後不會色散的光，則稱為單色光

（ monochromatic

light

）。

(109)

離開

P118

在真空中各色光的速率皆相同，但在進入其他介質

（如三稜鏡）後，各色光光速都會變慢，但減慢程度不同，所以色散的原因就是各色光在三稜鏡中的光速不同，如下圖所示，日光經過三稜鏡折射後色散，紅光光速最快偏折最少，紫光光速最慢偏折最多。

(110)

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物理 A 05 聲與 光

二、色散現象

三稜鏡的色散

(111)

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( 二 ) 虹與霓

P118

大自然中偶爾見到的彩虹便是色散最美好的例證，早晨或傍晚時分，此時太陽仰角不會太大，若正下著小雨或雨後濕度較大，我們便有機會在背向太陽的方向看到圓弧形的美麗彩虹，理論上來說，會同時出現兩道彩虹，稱為虹與霓。

(112)

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物理 A 05 聲與 光

二、色散現象

( 二 ) 虹與霓

虹與霓都是太陽光經過空氣中眾多水滴色散後傳到地面觀察者眼中的結果，我們進一步來了解其中的差異：

(113)

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( 二 ) 虹與霓

P119

虹虹是太陽光由水滴的上半部

射入，經兩次折射和一次反射後色散傳向地面的結果，

紅光仰角約 42˚ ，紫光仰 角約 40˚ ，觀察者可看到 紅光在上，紫光在下。

(114)

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物理 A 05 聲與 光

二、色散現象

( 二 ) 虹與霓

霓

(115)

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( 二 ) 虹與霓

P119

霓在外圈，虹在內圈，為同心圓，在地表的觀察者因為地形關係只能見到部分圓弧的彩虹，若在高空中則可見到完整的彩虹。

(116)

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物理 A 05 聲與 光

二、色散現象

( 二 ) 虹與霓

由下圖可瞭解，虹與霓永遠出現在太陽的對面，所以朝虹出現於西方，夕虹則出現於東方，且各色光分別來自不同高度的雨滴色散所造成。每個人所看到的彩虹仰角雖相同，但因為每個人的位置不同，所以看到的彩虹並不是同一個，是由不同的水滴色散造成的。

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( 二 ) 虹與霓

P119

觀察者所見各色光分別來自不同高度的雨滴造成

(118)

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物理 A 05 聲與 光

( 三 ) 光的三原色

二、色散現象

人類的眼睛有三種不同的色錐感光細胞，分別對紅光、綠光、藍光的刺激會有所反應，且隨著這三種色光合成的強度比例不同，可以得到其他色光。因這三種色光為基本光，無法合成產生，因此稱為光的三原色。

(119)

離開

P120

若將紅、綠、藍三種光以相同強度合成可得到白光，而以紅、綠、藍三色光所

建立的色彩空間則稱為

RGB

顏色模組，普遍使用於電腦

或電視等各種顯示器上。

(120)

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物理 A 05 聲與 光

二、色散現象

日常生活中，我們所見物體的顏色，取決於光照射在物體時的入射光、反射光或透射光的顏色，原理如下：

1.

透明物體的顏色

透明物體的顏色是本身所能透射光的顏色，例如藍色玻璃紙僅讓藍光通過，故呈現藍色。

(121)

離開

P120

2.

不透明物體的顏色

不透明物體的顏色是反射光的顏色，例如綠色的黑板所反射的光為綠光。若物體本身可以反射或透射兩種以上的色光，則其顏色便為這些色光合成的結果，白色是反射所有色光而成，至於黑色則是沒有任何色光反射出來的結果。

(122)

信樺文化

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物理 A 05 聲與 光

二、色散現象

2.

當所有色光皆被物體反

射，則物體呈現白色當只有紅光被物體反射，

則物體呈現紅色

當所有色光皆被物體吸收而不反射，

則物體呈現黑色

(123)

離開

P120

2.

當所有色光皆被物體吸收而不反射，則物體呈現黑色

(124)

信樺文化

生活中的科學 - 色光爭霸戰

https://www.youtube.com/watch?v=tSQJew_JhjA

(125)

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1. 用紅筆在白紙上寫字，再將綠色玻璃紙蓋在白紙上，可以看見白紙上的字嗎？

2. 要看到藍色玻璃紙後面的紅色密碼字，須用哪種色光照射？

答：

1. 可以 2. 藍光

(126)

離開

繼續

聲與光CHAPTER 05

聲與光

C o n te n ts 5-1

5-2

5-3

5-4

5-5

5-6

(

(

1.

2.

https://www.youtube.com/watch?v=ewsx9Gnh5eM

https://www.youtube.com/watch?v=Qcsl99vUmsU

343 1330 1500 5170

3500 5000 4910 6000

1

(B)

https://www.youtube.com/watch?v=hJvfoZHRUic

A A Q Q

&

&

(

(

(

I 0

0

0

−12

0

12

(

(

(

(D)

F1

https://www.youtube.com/watch?v=7Bbr0k5JV_E

1.

2.

12

https://www.youtube.com/watch?v=uE1RRZqaEjo

(1)

(2)

https://www.youtube.com/watch?v=DLnXTzXVtgI&l

ist=PLCfpGWVy-0mmw-ejSu_5RlJ9PUFXd4vRp

A A Q Q

&

&

2

500

75

110,000

150

1666

light

RGB

1.

2.

2.

2.

https://www.youtube.com/watch?v=tSQJew_JhjA

I ₀

₀

⁻¹²

₀

¹²