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GCSE 科學/波

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大多數形式的能量(例如聲音,光,熱)透過波的形式傳播。所有波都是由某種振動產生的。振動方向相對於波傳播方向決定了波的型別。

波有兩種型別

  • 橫波 - 由垂直於波傳播方向的振動產生。大多數波都屬於這一類。這種型別的波的例子包括光,熱和無線電波。
  • 縱波 - 由與波傳播方向相同的振動產生。例子包括聲波和P波地震波。

波的定義

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振幅,a (m)
波從平衡位置的最大擾動。這可以描述為從靜止位置到波峰的位移。
波長,λ (m)
波上一個特定點與下一個波上相同點的距離。它是波的一個完整週期的長度(例如,從波谷到波谷)。
頻率,f (Hz)
每秒透過一個特定點的完整週期(振盪)次數。
週期,T (s)
一個波透過一個點所需的時間。
速度,v (m/s)
波在每秒內傳播的距離。速度 = 頻率 * 波長

測試自己1 光速為3億米/秒。如果頻率為80兆赫茲,其波長是多少?[1]

波的性質

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所有波都有三個主要性質:反射、折射和衍射。

波的反射是指當波遇到邊界(即被反射)時發生的改變方向。光的反射使我們能夠看到物體,因為光從物體上反射到我們的眼睛裡。

反射定律

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反射定律指出“入射角(即光線照射邊介面的角度)等於反射角(即反射光線離開邊介面的角度)”。

波的折射是指當波穿過不同介質時發生的改變速度(即改變速度或方向)。這可以用水來說明。波只有在與新介質相遇時才會發生折射。如果它們沿法線傳播,它們會改變速度,但不會改變方向(不會發生折射)

折射定律

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折射定律指出,對於進入密度更大的介質的波,“入射角大於折射角”。這是因為波的速度會變慢,因此會向法線彎曲。

電磁波譜

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所有電磁波都以299,792,458 米/秒(~300,000 公里/秒)的速度傳播。電磁波不需要粒子就能傳播 - 例如,陽光可以透過真空傳播。電磁波譜是橫波輻射的典型例子。

無線電波
用於傳輸廣播和電視資料。
微波
從電視、雷達、通訊到烹飪都有。範圍從 1 兆赫茲到 300 兆赫茲。見用途
紅外線
傳輸熱量。見用途
傳輸可見光
紫外線
範圍從... 見用途
X射線
用於醫院和... 。範圍從 30 到 3000 PHz (10^15 赫茲)
伽馬射線
一種高能和高頻 X 射線形式。

聲音/超聲波

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聲音 波是需要粒子才能傳播的縱波。範圍從 0 赫茲到 20 千赫茲 超聲波 是頻率高於 20 千赫茲的波,超出了人類的聽覺範圍。用於捕魚、醫院和清潔。

^ 波長 = 速度 / 頻率 = 3.75 米

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