中華民國 高中物理教材 108課綱-高三選修物理-CH2-波動 參考資料 陈玉芳，物理學史簡明教程 郭奕玲，沈慧君，物理學演義 維基百科 高三選修物理課本，99課綱 DeltaMOOCx

1. 2-5 海更斯原理

2. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
2
波前 wave front

3. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
3
波前 wave front
圖片來源 http://www.lbsurfrider.org/surf-long-beach/
波前
垂直
圖片來源 http://7-themes.com/6973168-surfing-wallpaper.html
1
2
3
波前 x 3
張智詠,北市陽明高中
波的傳播方向恆與
波前垂直
在同一時刻，將作同相位的點連接起來所得到的線或面，稱為波前
相鄰波峰所連成的波前，可稱為波峰波前

4. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
4
波前 wave front
http://nothingnerdy.wikispaces.com/4.4+WAVE+CHARACTERISTICS
相鄰波峰所連成的波
前，稱為波峰波前
相鄰波谷所連成的波
前，稱為波谷波前
𝝀
兩相鄰波峰波前的距
離即為水波的波長𝝀

5. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
5
海更斯原理Huygens' Principle
波前上任一點皆可視為新的點波源，由此無數個
新點波源所發出之球面子波的包絡面乃為下一時
刻的新波前。
克里斯蒂安·惠更斯

6. Samn physics
海更斯原理Huygens' Principle
高三選修物理-CH2-波動
6
克里斯蒂安·惠更斯
波前上任一點皆可視為新的點
波源(子波)
子波的包絡面乃為下一時刻的
新波前。

7. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
7
海更斯原理Huygens' Principle
解釋波之反射，折射

8. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
8
海更斯原理Huygens' Principle
解釋波之反射，折射 解釋波之干涉，繞射

9. 2-6 水波的反射
與折射
From http://www.oce.uri.edu/areasofstudy.shtml

10. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
10
如何觀察水波
水波槽

11. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
11
水波

12. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
12
水波
凹陷的水面像凹透鏡，會將來自上方的入
射光發散而在屏幕上形成暗紋
亮紋 暗紋 亮紋 暗紋 亮紋 暗紋
張智詠,北市陽明高中
凸起的水面像凸透鏡，會將來自上方的入
射光會聚而在屏幕上形成亮紋

13. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
13
水波反射-直線水波的反射
反
射
脈
動
入射脈動
法線




a
b
c
abc
障
礙
物
入射線、反射線與法線共平面，且入
射線與反射線分別位於法線的兩側
入射波與反射波在同一介質中，
故波速、波長、頻率都不變

14. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
14
水波反射-圓形波的反射
圓形波遇到直線障礙物反射後仍為圓形波
P P'
反射波波前組成的同心圓。
可視為由反射面後方的P' 發出

15. Samn physics
水波的透射
波長較短
波長較長
水波在不同深度中傳遞，頻率相同
➔波速較慢。
➔波速較快。

16. Samn physics
水波的折射
2
1
深水區
淺水區 法線
入射水波的傳播方向
1
2
= 定值
sin𝜃1
sin𝜃2
1
2
𝑣1
𝑣2
當水波通過不同水深的交界處，且入射方向不
與界面垂直時，水波的前進方向會發生偏折，
這種現象稱為折射(refraction)。
折射水波的傳播方向
=
𝜆1
𝜆2
高三選修物理-CH2-波動
16
=
𝑣1
𝑣2

17. Samn physics
高三選修物理-CH2-波動
17
水波的折射
水波由深水區進入淺水區時
波的行進方向會偏向法線
水波由淺水區進入淺水區時
波的行進方向會偏離法線

18. Samn physics
水波的折射
2
1
深水區
淺水區
法線
1
2
= 定值
sin𝜃1
sin𝜃2
1
2
𝑣1
𝑣2
=
𝜆1
𝜆2
高三選修物理-CH2-波動
18
折射率
波折射時候的偏折程度
介質1進入介質2
𝑛12 =
sin𝜃1
sin𝜃2
=
𝜆1
𝜆2
=
𝑣1
𝑣2
介質1
介質2
介質2相對於介質1
的折射率

19. Samn physics
例題1
水波槽中頻率為5赫的直線波，通過深淺不等的A、B兩區，其部分波前如右
圖所示，圖中兩波前間的距離即為波長。已知水波由A區傳向B區，入射波
波前與界面夾角為60°，折射波波前與界面夾角為30°，入射波的波長為2公
分。則
(1)入射波的波速為??公分/秒。
(2)折射波的波長為?公分，折射
波的波速為?公分/秒。
(3)B區對A區的水波折射率為??。
高三選修物理-CH2-波動
19

20. Samn physics
解答
淺水區
深水區
深水區
ሻ𝑣 𝐴 = 𝜆 𝐴 𝑓 = 2 × 5 = 10(cm/s
600
300
由折射定律
sin60°
sin30°
=
2
𝜆 𝐵
=
10
𝑣 𝐵
ቇ𝜆 𝐵 =
2 3
3
(cm
ቇ𝑣 𝐵 =
10 3
3
(cm/s
𝑛 𝐴𝐵 =
𝑣 𝐴
𝑣 𝐵
=
10
10 3
3
= 3
1)
2)
3)
高三選修物理-CH2-波動
20

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