聲音探究

金門地區第 61 屆中小學科學展覽會 作品說明書

科 別：物理科

組 別：國中組

作品名稱：聲音探究

關 鍵 詞：聲音、介質、響度

編 號：

聲音探究

一、 摘要：

本研究利用一些簡易材料設計實驗對聲音的傳播進行觀察，由 實驗得知，聲音是一種波動現象，稱為聲波，聲波在產生時，會藉著 介質將能量向前傳遞，若沒有介質，則能量將無法向前傳遞，耐壓透 明真空罐內的氣體愈抽愈少時，罐外所測的響度愈來愈小，若能抽成 真空，罐內產生的聲音將無法傳遞出去，在空氣中傳播的聲波是疏密 波，尤其是經由保麗龍細粒、木屑粉、水柱變化更易看見聲波疏密的 情形。

無論在固體、液體或氣體中傳播，響度會隨距離明顯減弱，聲音愈傳 愈遠愈小聲，因其能量會逐漸損失，振幅變小。遇到障礙物，聲波會 反射，反射時遵守反射定律，反射角等於入射角，反射面材質會影響 反射波能量，柔軟多孔的會吸收聲音，不易反射，適合當隔音材料。

聲波波速與產生頻率無關，但與溫度有關。

二、 研究動機：

假日時和同學相約到戶外踏青，沿路看到許多人戴耳機邊滑手機 邊走路，對週遭經過車輛的聲音漠然不聞，真令人替他們擔心。到社 區公園時，看到遊客在玩公園內很熱門休閒設施：喊泉-利用聲音讓水 柱往上噴，我們感到好奇，聲音為什麼能讓遠處的水往上噴。聲音的 產生、傳播和那些因素有關，空氣中聲音的傳播速度如何測量，種種 問題，我們一方面上網找資料查書刊，一方面在老師指導下，動手利

用周邊簡易材料進行以下探究，透過活動自己找尋答案。

三、 研究目的：

（一） 設計實驗研究聲音傳播和介質的關係

（二） 設計實驗觀察空氣中聲音的傳播現象

（三） 探討不同氣體當介質對聲音響度的影響

（四） 介質種類和聲音響度的關係研究

（五） 在空氣中聲音傳播距離和響度的關係研究

（六） 聲音反射時入射角和反射角的關係

（七） 研究不同物質對聲音反射的影響

（八） 隔音板厚度和隔音效果的關係研究

（九） 設計實驗測量空氣中聲音的傳播速度

（十） 設計實驗探討聲速和溫度的關係 四、 研究設備器材：

耐壓透明真空罐、手機、定時鬧鈴、電鈴、三腳架、保麗龍細粒、木 屑粉、中空塑膠管、水槽、三向閥、注射筒、分貝計、簡易氣壓計、

速乾膠、直尺、細玻璃管、量角器、磁磚、玻璃、隔音板、窗簾、木 板、菜瓜布、砂子、音頻產生器、加熱器。

五、 研究過程與結果：

過程一：設計實驗研究聲音傳播和介質的關係 步驟：

1.利用耐壓透明真空罐，三向閥，注射筒製造可改變氣體含量容器。

2.將三向閥連接細塑膠管和注射筒口，細塑膠管用速乾膠黏接真空罐排 氣孔。

3.將簡易氣壓計，計時鬧鈴放入罐內，旋緊瓶蓋，如圖所示。

4.將分貝計放在罐外 1 ㎝處，紀錄此時罐內氣壓大小及分貝計響度大小。

5.測三次，求平均值。

6.逐漸抽出罐內空氣，每次使罐內氣壓減少 0.1 大氣壓，重覆步驟 4、5。

7.紀錄罐內氣壓大小及分貝計響度大小。

8.改變不同音量鈴聲，重覆上述步驟，作圖並分析之。

結果與分析：

1.在進行實驗時，我們找了很多容器，嘗試抽出內部空氣使氣壓減少，

但是大部份容器壓力減少就會變形甚至裂開，後來，我們找到保存食 物的耐壓透明真空罐可被逐漸抽成近乎真空狀態，於是以耐壓透明真 空罐來進行實驗。

2.罐內不同空氣壓力時，罐外分貝計上的音量大小如下所示：

鈴聲一 罐內壓力

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 (atm)

響 度

(d B)

第一次 4.4 5.7 9.1 13.9 19.3 26.7 36.9 48.8 66.8 95.9 第二次 4.3 5.8 9.3 13.7 19.2 26.7 37.1 49.9 67.3 93.9 第三次 4.3 5.7 9.2 13.7 19.1 26.8 36.4 50.9 65.7 91.6 平均 4.3 5.7 9.2 13.8 19.2 26.7 36.8 49.9 66.6 93.8 鈴聲二

罐內壓力

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 (atm)

響 度

(d B)

第一次 2.8 4.3 6.0 10.2 14.7 20.3 29.3 38.4 51.3 65.7 第二次 2.9 4.2 6.4 10.3 14.9 20.6 29.5 38.6 51.8 67.5 第三次 2.9 4.4 6.2 10.4 15.2 20.7 29.6 38.5 51.4 66.1 平均 2.9 4.3 6.2 10.3 14.9 20.5 29.5 38.5 51.5 66.4 鈴聲三

罐內壓力

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 (atm)

響 度

(d B)

第一次 2.2 3.1 4.3 7.8 11.5 16.6 23.6 30.9 40.1 52.8 第二次 2.1 3.3 4.2 7.6 11.7 17.3 23.2 31.1 39.5 51.3 第三次 2.1 3.4 4.5 7.5 12.1 16.8 23.8 31.0 39.4 52.3 平均 2.1 3.3 4.3 7.6 11.8 16.9 23.5 31.0 39.7 52.1

3.由上表可知，無論耐壓透明真空罐內原先鈴聲響度多少，當罐內空氣 逐漸被抽出時，鈴聲逐漸變小聲，由分貝計上的讀數即可明顯看出，

證明聲音的傳播的確需要有介質存在。

4.將上表中罐內氣壓對罐外分貝計響度作圖，以氣壓為橫座標，響度為 縱座標，得到以下圖形：

5.由上圖得知，罐內空氣被抽出、氣壓減少時，聲音傳播效果會減弱，

在氣壓由 1 大氣壓降至 0.6 大氣壓時，聲音響度明顯大幅變小，在氣 壓由 0.6 大氣壓降至 0.1 大氣壓時，響度變弱比較緩和，因為此階段 音量都很小，接近真空時，響度趨近 0 分貝，證明聲音的傳播要有介 質存在才可以，因為聲波是力學波的一種。

過程二：設計實驗觀察空氣中聲音的傳播現象 步驟：

我們分別以下列三種實驗設計來觀察聲音的傳播。

1.取一中空透明圓柱管，管內均勻灑入保麗龍細粒，如圖，將電鈴靠近圓 柱管左端，啟動鈴聲，觀察管內保麗龍細粒分佈的變化情形。

2.取一中空透明圓柱管，管內均勻灑入木屑粉，如圖，將電鈴靠近圓柱管 左端，啟動鈴聲，觀察管內木屑粉分佈的變化情形。

3.取一中空壓克力圓柱管，沿管徑每隔 5 ㎝鑽一小孔，用速乾膠黏接細玻 璃管，將細玻璃管放入裝水的水槽中，如圖，將電鈴靠近圓柱管左端，

啟動鈴聲，觀察細玻璃管中水面的變化。

4.紀錄結果 並分析之。

結果與分析：

1.在步驟 1 中，鈴聲產生時，我們看到管中保麗龍細粒因受到管中空氣 振動影響而形成疏密不同的堆積，疏密堆積會隨聲音之持續而改變，

因為在圓柱管中傳播的聲波疏密間的壓力差會造成保麗龍細粒振動而 形成疏密不同的堆積。

2.在步驟 2 中，鈴聲產生時，我們看到管中木屑粉因受到管中空氣振動 影響而形成疏密不同的堆積，疏密堆積會隨聲音之持續而改變，因為 在圓柱管中傳播的聲波疏密間的壓力差會造成木屑粉振動而形成疏密 不同的堆積，此外，因為木屑粉顆粒比保麗龍細粒更細小，形成疏密 不同的堆積會更明顯、更容易觀察。

3.在步驟 3 中，鈴聲產生時，我們看到細玻璃管中的水面有的高於原先 水面，有的低於原先水面，而且高低起伏一直變化，鈴聲停止時，水 面恢復相同高度，這是因為在圓柱管中傳播的聲音為疏密波，鈴聲產 生時，疏密間的壓力差造成細玻璃管中水柱高度改變。

4.由以上觀察，我們將聽得到的聲音，轉化成用眼睛能看得到的樣貌顯 現出來，覺得很具體實在。

過程三：探討不同氣體當介質對聲音響度的影響 步驟：

1.利用雙氧水，二氧化錳，碳酸鈣，稀鹽酸分別製備氧氣，二氧化碳數 瓶。

2.取一透明壓克力長方盒，如圖。

3.在盒內左側置放一電鈴。

4.啟動鈴聲，用分貝計分別測量離電鈴每隔 10 ㎝處之響度大小。

5.測三次，求平均值。

6.改用氧氣，二氧化碳當介質，重覆上述步驟，作圖並分析之。

結果與分析：

1.聲音在不同氣體中傳播時，所測的音量大小並不相同，可見氣體種類，

密度會影響聲音傳播時的響度，我們分別以空氣、氧氣、二氧化碳當 傳聲介質時，所測的響度大小如下表所示：

空氣當傳聲介質時 離電鈴距離

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (cm)

響 度

(d B)

第一次 88.4 78.1 69.4 60.5 50.2 39.7 28.0 18.1 9.7 7.1 第二次 88.4 77.2 70.3 62.3 50.1 38.6 28.1 17.2 9.6 8.0 第三次 87.2 77.2 71.2 63.2 49.5 40.5 27.9 18.0 9.3 7.3 平均 88.0 77.5 70.3 62.0 49.9 39.6 28.0 17.8 9.5 7.5 氧氣當傳聲介質時

離電鈴距離

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (cm)

響 度

(d B)

第一次 82.1 74.9 64.1 55.0 43.0 34.3 21.3 10.3 7.1 6.1 第二次 81.8 75.8 63.2 55.1 43.1 33.3 21.1 10.2 7.9 6.1 第三次 82.0 74.9 63.1 55.9 43.2 33.2 20.9 9.9 7.8 6.2 平均 82.0 75.2 63.5 55.3 43.1 33.6 21.1 10.1 7.6 6.1

二氧化碳當傳聲介質時 離電鈴距離

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (cm)

響 度

(d B)

第一次 78.4 68.3 59.3 49.4 43.3 30.7 16.1 7.6 5.3 5.1 第二次 77.5 67.5 58.8 48.5 44.2 31.6 16.1 7.2 5.4 5.1 第三次 79.3 68.2 59.7 49.4 42.4 31.5 15.2 7.1 5.3 5.2 平均 78.4 68.0 59.3 49.1 43.3 31.3 15.8 7.3 5.3 5.1

2.我們將不同氣體在各距離時之響度作圖如下

0 20 40 60 80 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

距離(cm)

響度(dB) 空氣

氧氣 二氧化碳

3.由上表及圖得知，在相同距離下，不同氣體中的響度不同，以空氣當介 質時，響度較大，傳的較遠，能量較不易損失，這可能和其平均密度有 關。

過程四：介質種類和聲音響度的關係研究 步驟：

1.取塑膠桶一個，裝滿水。

2.將電鈴用線綁著，沉入水底。

3.啟動鈴聲，用分貝計在水面測水底鈴聲響度。

4.測三次，求平均值。

5.每次將線上拉 10 ㎝，測不同水深時的響度。

6.將水改用細砂當介質，重覆上述步驟。

7.紀錄結果並作圖分析之。

結果與分析：

1.在實驗過程中，我們也以其他物質做實驗，包括碎紙屑、棉花等，但 是聲音響度很小，因此最後我們只觀測砂子和水。

2.砂子和水都是易傳播聲音的介質，在水中或砂中的電鈴離表面愈遠，

傳到表面的音量就愈小，在同一深度，砂中的鈴聲響度較大，這可能 和砂子傳播聲音的速度比較快有關。

3.結果如下表：

距離

10 20 30 40 50 (cm)

響 度

(d B)

水 中

第一次 67.3 54.1 37.9 25.5 14.1 第二次 67.4 54.1 38.1 25.4 14.2 第三次 67.4 53.9 37.8 24.9 13.9 平均 67.4 54.0 37.9 25.3 14.1

砂 中

第一次 72.2 64.2 43.1 29.1 17.9 第二次 72.0 64.9 43.9 29.7 17.1 第三次 71.9 64.5 43.2 28.9 17.3 平均 72.0 64.5 43.4 29.2 17.4

4.將上表作圖，結果如下

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 10 20 30 40 50

距離(cm)

響度(dB)

水中 砂中

5.由圖中得知，聲音在水中和砂中傳播時，響度減弱的情況並不相同，

砂中音量比較大，水中音量比較小。

過程五：在空氣中聲音傳播距離和響度的關係研究 步驟：

1.將電鈴放在田徑場中央，接通電源。

2.以電鈴為原點，沿東方每隔 1 公尺用分貝計測響度大小，至 10 公尺處。

3.改變測量方向為西方、南方、北方，紀錄結果並分析之。

結果與分析：

1.由實驗得知，聲音向外傳播時，是以聲源為中心，向外以同心圓輻射 狀傳播出去，和聲源等距離之處響度大約會相同，若沿某一直線方向 測量，則聲音響度隨距離增加而明顯變小，結果如下表所示：

距離

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m)

響 度

(d B)

向東測 90.1 55.1 37.1 31.2 23.9 19.2 15.1 11.3 9.1 7.5 向西測 91.1 56.0 37.6 32.3 24.1 19.3 15.3 11.9 9.3 7.9 向南測 90.3 55.8 38.1 31.1 24.0 20.4 15.2 11.3 9.5 7.6 向北測 89.9 55.7 37.2 30.2 24.3 18.3 15.8 11.5 8.9 7.3 平均 90.4 55.7 37.5 31.2 24.1 19.3 15.5 11.5 9.2 7.6

2.將距離和響度作圖，以距離為橫座標，響度為縱座標，結果如下：

0 20 40 60 80 100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

距離(m)

響度(dB)

3.由上圖可知，距離增加時，響度衰減幅度很明顯。

過程六：聲音反射時入射角和反射角的關係 步驟：

1.如圖裝置，將等長圓柱管兩根崁入正方體塑膠盒。

2.將電鈴置放甲圓柱管，改變乙圓柱管和塑膠盒反射面法線夾角。

3.啟動鈴聲，用分貝計在乙圓柱管口測響度大小。

4.測三次，求平均值。

5.改變甲圓柱管和塑膠盒夾角，重覆步驟。

6.紀錄並分析其結果。

結果與分析：

1.固定入射角時，不同反射角接收的音量響度不同，響度最大時反射角等 於其入射角，結果如下

入射角=30°時

接收角度 10 20 30 40 50 60 70 80

響 度

(d B)

第一次 37.3 42.7 85.5 43.7 37.2 24.3 11.9 8.3 第二次 37.5 42.4 85.2 44.1 37.4 24.1 12.0 9.0 第三次 37.5 44.7 85.3 44.4 36.8 24.1 12.5 9.1 平均 37.4 43.9 85.1 44.1 37.1 24.1 12.1 8.8 入射角=60°時

接收角度 10 20 30 40 50 60 70 80

響 度

(d B)

第一次 3.5 6.7 10.8 23.2 41.5 83.5 41.6 23.2 第二次 3.6 6.9 10.9 22.9 41.3 84.1 41.3 22.9 第三次 3.5 6.8 10.7 23.1 42.9 84.3 42.4 23.1 平均 3.5 6.8 10.1 23.0 41.9 84.1 41.8 23.0

2.由表中得知，聲音反射時，反射角和入射角相等，但是因反射時，聲 音的能量會向外擴散分佈，因此，在反射角附近角度，也會測到微弱 音量。

3.將上表作圖如下：

0 20 40 60 80 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 接收角度

響度(dB)

入射角=60 入射角=30

4.由圖得知，反射角等於入射角，且在反射角兩邊有微弱音量對稱分布。

過程七：研究不同物質對聲音反射的影響 步驟：

1.分別以不同物質為反射面，如下圖。

2.啟動鈴聲，用分貝計在反射面前 20cm 處測響度大小。

3.測三次，求平均值。

4.改用不同物質當反射面，重覆步驟，紀錄並分析其結果。

結果與分析：

1.各種不同物質當反射面時，在相同反射距離所測的聲音大小，響度並 不相同，其中以隔音板、窗簾、菜瓜布反射的音量較小，鋁門及磁磚 反射的音量較大，結果如下表所示：

物 質 種 類

木

板 玻 璃

塑 膠 片

鋁

門 磁 磚

隔 音 板

菜 瓜 布

窗

簾 毛 巾

響 度

(d B)

第一次 75.2 83.7 86.7 93.2 88.3 38.3 52.9 46.5 53.9 第二次 75.1 85.2 86.9 93.1 88.2 38.2 53.1 46.5 54.1 第三次 75.1 85.6 86.8 93.1 88.1 38.1 52.4 46.6 53.4 平均 75.1 84.5 86.8 93.1 88.2 38.2 52.8 46.5 53.8 2.由表中得知，鋁門、磁磚、塑膠片、玻璃等表面堅硬光滑的物質，容

易反射聲音，因此響度比較大，而隔音板、窗簾、菜瓜布、毛巾等表 面有孔洞或柔軟的物質容易吸收聲音，反射的聲音響度比較小，我們 也發現，有孔洞的物質，其孔愈多、愈深、愈小、愈容易吸收聲音，

隔音效果愈好。

3.將上表作圖如下：

由圖中看出，鋁門及磁磚最容易反射聲音，而隔音板最不易反射聲音。

過程八：隔音板厚度和隔音效果的關係研究 步驟：

1.用速乾膠將 6 片隔音板黏成正方體。

2.黏接前先將電鈴放在隔音板內。

3.啟動鈴聲，在盒外 5 ㎝處用分貝計測響度 大小

4.測三次，求平均值。

5.逐次增加每邊隔音板數目由 1 片增至 10 片。

6.重覆步驟，紀錄並分析其結果。

結果與分析：

1.結果如下表所示

隔音板片數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

響 度

(d B)

第一次 46.4 25.5 19.1 13.6 10.9 9.4 7.1 4.9 4.2 3.7 第二次 46.6 25.4 18.9 13.7 11.3 9.5 7.0 5.1 4.1 3.6 第三次 46.5 25.6 19.2 13.5 11.1 9.6 7.1 5.2 4.2 3.7 平均 46.5 25.5 19.1 13.6 11.1 9.5 7.1 5.1 4.2 3.7 我們將表中結果作圖如下

2.由表及圖得知，隔音板數目愈多愈厚，響度愈小，隔音效果愈佳，這 可能和聲音被多次吸收有關。

過程九：設計實驗測量空氣中聲音的傳播速度 步驟：

1. 如下圖裝置，中空壓克力管左邊接音頻產生器的喇叭，管內裝木屑粉，

右邊利用一可移動位置塑膠板作反射面。

2.啟動電源，觀察聲音對管中木屑粉分佈情形的影響。

3.移動反射面，直到管中音量最大時，觀察木屑粉堆積的情形，測量此 時反射面到喇叭距離，並求出木屑粉堆積間距。

4.改變聲音頻率，重覆步驟。

5.求出波長及波速並分析之。

結果與分析：

1.當管中音量最大時，木屑粉堆積為一疏一密最明顯，且其疏密位置不 會再改變，經查資料並和老師討論，得知此時管內聲音形成「駐波」， 這是由入射波和反射波重疊所產生，木屑粉堆積密的地方為波節，疏 的地方為波腹，兩堆木屑粉之間距離為波長的一半，由此可求出波長，

波速。

2.我們利用不同頻率聲波，使管中木屑粉行成「駐波」，測出波速，如下 表所示 （ 當時溫度為 20℃ ）

聲波頻率

管中木屑粉 波長 波速

堆數

平均堆距 入=2d V=f 入 V

f(Hz) d(cm) (cm) (cm/s) (m/s) 800 3 21.34 42.68 34150 341.5 1000 4 16.95 33.90 33900 339.0 1200 5 14.12 28.24 33888 338.9

1400 6 12.11 24.22 33908 339.1 1600 7 10.58 21.16 33856 338.6 1800 8 9.45 18.9 34020 340.2 2000 9 8.47 16.94 33880 338.8 2200 10 7.74 15.48 34056 340.5 平均值為 339.6m/s

3.表中測得的聲波波速平均值為 339.6m/s，與理論值 343m/s 很相近，造 成誤差的原因可能是木屑粉在管中移動時有摩擦力和靜電力作用，因 此堆距測量較短，影響波長，使得代入 V=f 入 計算波速比理論值少。

4.我們將上表頻率和波長做圖如下

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

頻率(Hz)

波長(cm)

5.由上表及圖得知，在溫度固定時，空氣中傳播的聲音，頻率和波長成反 比關係。

過程十：設計實驗探討聲速和溫度的關係 步驟：

1.實驗裝置同過程九。

2.移動反射面，直到管中音量最大時，觀察木屑粉堆積的情形，測量此時 反射面到喇叭距離，並求出木屑粉堆積間距。

3.將管中溫度由 20℃增加到 80℃，測量不同溫度時聲音傳播的速度。

4.紀錄結果並做圖分析之。

結果與分析：

1.不同溫度時，聲音傳播速度不同，溫度愈高，聲速愈大，如下所示

溫度 聲波頻率

木屑粉 波長 波速

平均堆距 入=2d V=f 入 V

T( C) f(Hz) d(cm) (cm) (cm/s) (m/s) 20 900 19.0 38.0 34200 342.0 30 900 19.2 38.4 34598 345.9 40 900 19.5 39.0 35100 351.0 50 900 19.9 39.8 35820 358.2 60 900 20.2 40.4 36360 363.6 70 900 20.4 40.8 36720 367.2 80 900 20.9 41.8 37620 376.2

2. 將上表作圖如下

330 340 350 360 370 380

0 20 40 60 80

溫度(C)

聲 速(m/ s)

3.由圖得知，在空氣中傳播的聲速大小和溫度成線性關係，與 V=331+0.6t 一致。

六、 討論：

1.在活動過程中，我們每次只改變一個變因，控制其他變因，來探討可 能影響聲音傳播的因素，包括：介質的種類、介質的狀態、傳播距離、

溫度等如何影響聲音傳播；反射面種類、反射角大小如何影響聲音反 射；聲速如何測量。

2.由實驗得知，聲音是一種波動現象，稱為聲波，聲波在產生時，會藉 著介質將能量向前傳遞，若沒有介質，則能量與波形將無法向前傳遞，

因此，在過程一中，我們發現，耐壓透明真空罐內的空氣愈抽愈少時，

罐外所測的響度愈來愈小，若能抽成真空，則罐內產生的聲音將無法 傳遞出去，在過程二中，我們利用細玻璃管中的水柱變化、中空透明 圓柱管內的保麗龍細粒堆積、木屑粉堆積來觀看聲音的產生與傳播。

3.在過程三和過程四中，我們得知空氣、氧氣、二氧化碳、砂子和水都是 可以傳播聲音的介質。

4.在實驗當中，我們也上網查了一些資料，知道波在向前傳播時，只傳送 能量並不傳送介質，介質只在原處作振動，若振動方向與波前進方向 垂直，形成橫波，若振動方向與波前進方向平行，形成縱波（疏密波），

聲波可以固體、液體、氣體為介質來傳播，在空氣中傳播的聲波利用 空氣分子的振動將聲波的能量向前傳遞，空氣分子振動方向和聲波前 進方向平行，因此，是一種縱波，空氣分子振動時，會形成疏部和密 部，疏密間壓力不相同，會存在壓力差，在過程二，便是利用此壓力 差改變保麗龍細粒、木屑粉的堆積及水柱高低變化來觀測聲波，將看 不見的「波形」顯現出來，證明在空氣中傳播的聲波的確是疏密波。

5.在過程三，我們分別以空氣、氧氣、二氧化碳當做傳播聲音的介質，測 量在不同氣體中，響度變化的情形，結果發現在空氣中，響度能維持較 遠距離，也就是能量較不易損失，我們推想，這可能和其平均分子量大 小有關，分子量小者，較不易使聲波失去能量而保持較大響度。

6.由過程四得知，以水當介質傳播聲音時，響度減弱的程度遠較在砂子中 明顯，因此，在水中產生聲音傳到水面時，音量變得很小。

7.在過程五，我們發現，在空氣中傳播的聲音，其響度大小會隨著距離平 方成反比關係，這和其傳播時能量的損失有關，因此，聲音傳的愈遠 時，其響度會明顯變小很多。

8.過程六的結果分析得知，聲波反射時遵守反射定律，反射角=入射角，

但因反射波會稍微向外發散，所以，聲波在反射角鄰近都可接收到較

小音量。

9.由過程七得知，各種不同物質對聲音反射吸收的能力不一樣，表面愈 堅硬光滑愈容易反射聲波，表面柔軟有孔的易吸收聲波，因此，若要 防止聲音反射、回音干擾，隔音材質宜選擇柔軟或有細孔的當隔音材 料較佳。

10.在過程八中，我們發現，愈多塊隔音板靠在一起，其隔音效果愈佳，

這和聲波的能量被多次吸收有關。

11.在過程九中，我們利用壓克力管中的木屑粉堆積情形來觀察空氣中傳 播的聲波是縱波，同時利用其產生駐波的情形來測量波長，求出波速，

所謂駐波是指由波源產生的入射波和陸續反射回來的反射波會合的一 種特殊情況，由於波腹處介質的振動最為激烈，而波節是介質分子靜 止的點，故木屑粉在波節處堆積起來，兩堆木屑粉之間隔恰好為半個 波長，此時產生加強性干涉，可以聽見音量達最大值，同時，我們也 發現，在同一溫度下，波速和頻率無關。

12.在過程十，我們發現在空氣中傳播的聲音，其聲速和溫度成線性關係。

七、 結論：

1.聲音的傳播必須依靠介質，介質可以是固體、液體、氣體，在不同介 質中，其響度隨距離減弱情形不相同。

2.在空氣中傳播的聲波是疏密波，尤其經由駐波的情形更易看見聲波疏 密的情形。

3.聲音無論在固體、液體或氣體中傳播，響度會隨距離明顯減弱，因此

聲音愈傳愈遠愈小聲，因其能量會逐漸損失，振幅變小。

4.聲音反射時，遵守反射定律，但反射角周圍也會有些微音量。

5.聲波會反射，反射面性質會影響反射波能量，柔軟多孔的會吸收聲音，

不易反射，適合當隔音材料，隔音板愈厚，隔音效果愈好。

6.聲波波速與產生頻率無關，但與溫度有關。

八、 參考資料：

（一）國民中學自然科學第三冊-康軒版 康軒文教事業 109 年版

（二）中華民國中小學科學展覽優勝作品 國立臺灣科學教育館 （三）物理∕聲波歷屆科展-教育大市集

https://market.cloud.edu.tw › resources › web

（四）科展 DIY 科學玩具、教具 MY littleBits of Big Dreams

（五）新北市中小學科學展覽資源網

http://science.ntpc.edu.tw › Ctrl › OpenFileContent