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聲/波動 標題:縱波與橫波的區別
1:黃福坤 (研究所)張貼:2004-02-01 16:43:00:
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縱波與橫波的區別


一般書本介紹波動時,往往先介紹橫波(如以水面的漣漪為例)。
我們也較常直接見到橫波的波動。
然而 我們所發出的聲音在空氣中傳播時 卻是縱波。
    (在固體中聲波可以同時有縱波與橫波的成分,地震波也是如此)。
以下動畫希望能幫助網友對於 縱波與橫波 有較直關的感覺。
    以下動畫 同時顯示 行進波(上) 與 駐波(下)。


若無法瀏覽動畫請點選使用問題

使用說明:

1. 動畫一開始顯示橫波的運動情形。灰色區域高度顯示 最大振幅。
    整個區域描繪出 2 倍波長的波動。
2. 可以由上方選擇顯示 橫波或縱波。
3. 區域內顯示在固定間距位置處的 位移與速度向量。
    左半段 藍色線 描述 橫波的位移,右半段紅線則描述橫波的速度。
    (請先仔細看上面動畫,體會有關位移與速度的敘述)。
4. 顯示縱波時 下方的圖形描述 振動粒子的密度分佈。
5. 圖形中兩深色圓點,顯示所在位置粒子的運動情形。

    在波形區域內按下滑鼠左鍵,可以移動兩點的位置(但相對位置不變)。

    若想改變兩點距離則在波形區域內按下滑鼠右鍵(設定該點為第一顆粒子),
        拖動滑鼠鍵改變第二顆粒子的位置(上方會顯示兩粒子間的距離—以波長為單位)。

    若是讓兩粒子間距恰好為半波長則將發現兩粒子的運動是反向(相)的。


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2:scwu23604 (大學理工科系)張貼:2006-09-27 12:22:13: [回應上一篇]
感謝教授辛苦與用心
多了一個波動圖片的對照與位移,速度的呈現 ,讓整個說明更清楚
可否考慮在圖上再加上第三個實際的波動(如水箱中的水波振動圖)
讓學生更能感受實際狀況,方便對照與說明

3:黃福坤 (研究所)張貼:2006-09-28 10:26:16: [回應上一篇]
我有嘗試上網搜尋 可是不很明確知道你想要怎樣的圖片
也沒找到適當的圖 是否可以請你或其他網友協助 給個範例!
因為不清楚水箱中水波振動圖是要怎樣的圖
側面/俯視??影片是否更好?尺度多大?...


4:jzs0727 (大學)張貼:2008-09-25 09:18:27: [回應第1篇]
此问题讲的好极了,形象.生动,使人一看就明了,真是看君一篇文,胜读十年书啊!谢谢教授.
5:我不是雨神(研究所)張貼:2010-11-10 18:16:44: [回應第1篇]
黃老師

那個關於上面模擬動畫的縱波示意圖好像有誤,因為一個波長的縱波為相鄰兩疏部或密部的距離,但該動畫顯是的縱波圖形為3個相鄰疏部或密部的距離,是定義的兩倍長,不知是否正確?

煩請確認,謝謝

6:黃福坤(研究所)張貼:2010-11-10 21:41:29: [回應上一篇]
 其實以上動畫已經註明 顯示橫波與綜波時 兩者的波函數幾乎相同

只不過一個位移方向是 x,一個是 y



比較一下橫波 波長並非兩最大相鄰振幅的間距 而是3個相鄰最大振幅的間距

波長是兩相角相差2π時的距離 或者相差波長時 兩者波函數與其微分皆相同

縱波時 兩相鄰疏部看似相同 是否注意到 我動畫中特別加上兩個黑點(這也是我特地加黑點的目的)
兩黑點的速度方向並不相同 也就是兩者相角相差π 而非 2π
因此動畫並沒有錯
好好想一想 並思考波長的定義吧!


7:黃政偉張貼:2015-10-09 20:47:16: [回應上一篇]


老師您好,在老師的縱波動畫中,分為行進波與駐波2種,根據波長定義,因同一時間A、B兩點的速度方向相同,我認為行進波的波長為AB之長,所以動畫中的行進波畫出了4個波長,與老師的動畫說明不同,而駐波則為DF之長,所以動畫中的駐波畫出了2個波長,與老師的動畫說明相同。想請問老師我對於行進波的觀察是否有哪裡出錯?謝謝老師。


[ 這篇文章被編輯過: 黃政偉 在 2015-10-09 20:48:51 ]
8:黃福坤(研究所)張貼:2015-10-16 15:49:23: [回應上一篇]
注意觀察最下方那一列的波 比較清楚 比較能看出 AB 與 BC的差異
最上方只是最下方 加上往右移動

9:黃政偉張貼:2015-10-17 21:58:58: [回應上一篇]
謝謝老師,最下方的我可以理解只有2個全波,應該是它動起來後造成我觀察錯誤。


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