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波的反射、折射和繞射


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有關本學習模組

若您已對波這概念有一定的認識,又知道物理上如何描述波動的話,接下來可能會問,波有甚麼特性呢?所有類形的波,無論是聲波或光波,還是橫波和縱波,都必然具備以下四種特性:反射、折射、繞射、干涉。只要是擾動或能量傳遞的方式、而具備以上全部四種特性,都屬於波的類別。本學習模組便會分別介紹反射、折射和繞射,這三種波的特性。波的干涉則會於其他學習模組裡討論。

內容簡介

第一課 波的反射

波具有反射的特性。例如直線波和圓形波遇到障礙物時,都會產生反射現象。在本課中,我們將會以水波作為情境,學習直線波及圓形波的反射。但在正式學習水波的反射前,需先了解觀察水波現象所需的設置、圖像表達方式等。我們會討論水波槽,以及波陣面和射線。

學生應學習 學生應能
第一節 觀察水波
  • 了解水波槽的運作
第二節 波陣面和射線
  • 用圖像表示波的傳播方向
第三節 水波的反射
  • 認識於平障礙物/反射物/表面上波的反射
  • 畫出波陣面圖以展示反射

 

第二課 波的折射

本課會學習波的另一項特性:折射,就是波穿越不同介質時,出現傳播方向變化的現象。我們會繼續以水波作為討論的情境,因為水波穿越不同水深區域時,往往會出現傳播方向變化。這個現象可以用水波在不同水深區域的波速變化來解釋。

學生應學習 學生應能
第一節 水波穿越不同水深的性質變化
  • 檢測波在平直交界面上波速的改變
第二節 水波的折射
  • 認識波在平直交界面上的折射
  • 畫出波陣面圖以展示折射
  • 用波速定義折射率

 

第三課 波的繞射

大家曾否留意過當水波穿越狹縫時,會有何現象呢?如果進行有關實驗便會看到,當一列水波穿過一個狹縫後,便會擴散到阻擋物的後方。這種現象,稱為繞射。除了在狹縫外,波還會在甚麼情況下發生繞射呢?繞射的程度取決於甚麼因素呢?

學生應學習 學生應能
第一節 水波的繞射
  • 描述波在穿過狹縫和繞過轉角處時的繞射
  • 畫出波陣面圖以展示繞射
第二節 影響繞射程度的因素
  • 檢測狹縫寬度對繞射程度的影響
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