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【課業】物理筆記—回聲與超聲波
發表于: 2022/06/27
(一)聲波的反射:
A、原因:聲波遇到障礙物,折返回介質的現象。
B、反射:遵從反射定律:
(1)入射線、法線、反射線在同一平面上。
(2)入射角=反射角。
C、反射面吸收部分能量,且聲波傳播後的面積增大,故反射
波的振幅變小。
D、重要名詞:
(1)反射面:和波相接觸的障礙面。
(2)法線:垂直於反射面的直線。
(3)入射線:原來向障礙面接近的波稱為入射波,入射波前進的方向線,稱為入射線。 (4)反射線:遇障礙面反彈回原介質的波動,稱為反射波,反射波進行的方向線,稱為反射線。
(5)入射角:入射線和法線的夾角,稱為入射角。
(6)反射角:反射線和法線的夾角,稱為反射角。
(二)回聲:
A、定義:聲波遇到障礙物被反射回來的聲音,稱為回聲。
B、限制:
(1)講話時,因兩端牆壁甚為接近,而聲速又快,使得回聲 和原聲重合,因此聲音將會增強,在室內講話便比較 響亮。
(2)在大禮堂或大廳中演說時,聲波要經過一段較長的距離 才遇到另一牆壁反射回來,所以回聲較原聲遲,陸續 發出的原聲和回聲相混,聽起來覺得混雜不清。
(3)原聲與回聲二者至少須相隔 0.1 秒,耳朵才能辨別出來,因此在室溫下室內長度要在 17 公尺以內,才有聲音增強的效果。
C、回聲的性質: 回聲的頻率、波速、波長、週期都不變,但傳播時因能量的消耗,故振幅會變得較小。
D、回聲的應用:
(1)波的反射現象,傳聲筒、傳聲管、喇叭等可以使聲波集中而傳至遠處。
(2)利用聲波的反射測量距離,若聲速為 v,聲音發出到回來的時間為 t,聲源與障礙物距
離為 S,聲波共傳播 2S 的距離, 由 vt=2SS=1/2vt。
E、回聲的害處及防治:
(1)回聲的害處:若反射障礙物距離大於 17 公尺以上,則回聲較原
聲遲,陸續發生的原聲和回聲相混,聽起來覺得混雜不清,因
此大禮堂或大廳中應設法避免回聲。
(2)避免回聲的方法:
甲、在四周牆壁掛呢絨布幔。
乙、裝吸音板。
丙、便周圍凹凸不乎。
丁、利用傾斜的天花板及不對稱的牆。
(三)超聲波:
A、定義:
(1)人的耳朵能聽到的頻率範圍為 20 赫~20000 赫,若發生頻率超過 20000 赫以上,耳 朵便無法接收,我們將此種高頻率的聲波,稱為超聲波。
(2)氣溫 15°C時,聲速為 340m/s,耳朵能聽檢的波長範圍為 0.017~17m。
B、特性:
(1)超聲波可由堅硬的材料振動產生,例如水晶。
(2)超聲波具有高頻率、波長短、方向性佳、傳播方式和光波類似,採直線進行,容易有折射和反射的現象。
(3)無法用光線觀察的地方,有時可利用超聲波進行探測。
C、應用: (1)漁船和艦艇上使用的『聲納』可以發射和接收聲波,測量聲波反射回來所需的時間,可以探測海底深度、魚群或潛水艇位置等。
(2)倒車雷達藉助發出的超聲波,偵測與障礙物距離,以發出警告的聲音。
(3)工業上利用超聲波清潔機發出高頻率的振動,來清洗浸在溶劑中的精密機械及工具,
隨著波動的激烈碰撞,就像無數支刷子清洗物品的每一處角落。
(4)蝙蝠夜間飛行,視覺退化,利用發出頻率 20000 赫~100000 赫的超聲波,藉助物體
反射回來的回聲,判斷附近生物的種類、大小和位置。
(5)我們能聽到蚊子拍動翅膀振動的聲音,因為蚊子的翅膀振動頻率在我們的聽覺範圍;
狗常聽到我們無法聽到的聲音而狂吠。
(6)醫學上人體內臟器官的檢驗、地下油礦的探勘、工業材料的裂縫等,均利用超聲波的
反射原理,來協助判斷。
物理筆記—聲波的傳遞
物理筆記—光與顏色的關係
物理筆記—光的折射及透鏡
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