波的基本性質

聲波、聲波，大家都承認聲音是波動，那什麼是波，波的物理特性是什麼？

例一：戰爭時，炸彈爆炸的威力甚大，離爆炸點甚遠的房子的窗戶被震破了。

例二：頑皮的小孩丟擲石頭，把窗戶打破了。

以上二例，能量使得窗戶破掉了。但能量如何傳到窗戶呢，過程如何？上二例中，能量傳遞方式是否相同？

波動如何傳遞能量：

浮在水面上的樹葉不會隨著水波前進，當水波通過時，它只隨著波紋的形狀在原處附近上下運動。團體舞蹈中，完成波浪舞的每一個同學只需要在原地作上下動作就好了，不需要跑動。

1. 波動的特性：

網路動畫：橫波1 橫波2 縱波1 縱波2
黑色點代表傳遞波的介質，由圖上可見，當波峰、波谷持續不斷往右前進時，介質只不過是在原地上下運動而已。

波動藉著傳遞波動的介質，局部、往復的運動來傳遞能量。當能量遠去時，介質並不隨波逐流。波動並不傳遞物質，它只傳遞擾動的能量。

上〈例一〉中，空氣震動的能量傳遞時，空氣是藉著震盪的方式把能量傳遞出去，空氣粒子本身並沒有遠程傳播（否則會有一陣大風），這種傳遞能量的方式是波。

而〈例二〉中石頭的動能隨石頭前進，它傳遞能量的方式是粒子不是波。

需要介質傳遞的波。如繩波、聲波、彈簧波、水波、地震波等。

問題：有不需要介質也可以傳遞的波嗎？ ------ 光波

3. 縱波與橫波：

介質運動方向與波前進方向平行的波，謂之縱波（疏密波）。（圖c）

介質運動方向與波前進方向垂直，謂之橫波（高低波）。（圖b）

仔細觀察，會發現水面上的介質在原處做圓周運動，是圓形波，是縱波、橫波的綜合。

個別水分子在進行圓周運動。
凡是重複性的變化隨著『空間』的變化會有『時間』上的延遲便是『波』！

4. 波的速度：

   波由介質來傳遞，所以波速的大小是由介質來決定。
水波：深者快、淺者慢。
繩波：張力大者快，張力小者慢。輕繩較重繩快。
聲音：與空氣密度、溫度有關。v=331＋0.6 t m/s   ( t 是攝氏溫度）
         固體中＞液體中＞氣體中

不管是哪種波、在哪種介質中，頻率均不會影響波的速度，但頻率會影響波長的大小。
波速 = 頻率 × 波長 v ＝ f λ