封面
愛迪生自然科學第 14 堂範例卷：聲音的產生與傳播
本堂整理聲音由物體振動產生、聲音需要介質傳播、真空不能傳聲，以及聲速與介質、溫度和距離時間計算的關係。
愛迪生自然科學第 14 堂範例卷：聲音的產生與傳播
我的課程探索段位與個人檔案學習目標
學習目標
1. 判斷聲音是否由物體振動產生。
2. 說明聲音需要介質，真空中無法傳聲。
3. 比較聲音在固體、液體、氣體及不同溫度空氣中的速率。
4. 使用 解釋傳聲距離、時間與回聲現象。
觀念
觀念一：聲音來自振動
能發出聲音的物體稱為聲源。聲源必須振動，並把振動傳給周圍介質，耳朵才可能聽見聲音。音叉、鼓面、聲帶、蚊子翅膀都可以因振動而發聲；完全靜止的物體不會自己產生聲音。
圖示
圖：音叉與保麗龍球的觀察
聲源判斷 例題 1
下列何者最不容易自己產生聲音？
蚊子嗡嗡聲 例題 2
睡覺時常聽到蚊子的嗡嗡聲，這聲音主要如何產生？
音叉與小球 例題 3
如圖，用細線懸掛保麗龍球，使它接觸正在發聲的音叉，小球會不停跳動；當音叉停止發聲，小球也停止跳動。此現象最能說明下列何者？
觀念
觀念二：聲音需要介質
聲音是力學波，必須靠固體、液體或氣體等介質傳播。外太空近似真空，因此即使看得到爆炸的光，也聽不到爆炸聲。真空電鈴實驗中，電鈴仍振動，但空氣被抽走後聲音逐漸變小，顯示缺少介質就難以傳聲。
太空中的爆炸聲 例題 1
彗星撞擊月球發生爆炸時，地球上的人可能看見亮光，卻聽不見爆炸聲，主要原因為何？
真空電鈴 例題 2
如圖，將電鈴放在玻璃鐘罩內並持續敲擊，接著用抽氣機逐漸抽出罩內空氣。若鈴槌仍持續敲擊，聽到的音量會如何改變？
水中芭蕾聽音樂 例題 3
水上芭蕾舞者在水中仍能聽到音樂，較合理的原因為何？
觀念
觀念三：聲速由介質狀態決定
在同一介質與相同狀態下，聲速和聲音大小、音調、發音者無關。一般比較時，聲音在固體中最快、液體次之、氣體最慢；同在空氣中，溫度越高，聲速通常越快。
鐵軌傳聲 例題 1
如圖，兩人分別在長 20 公尺的鐵軌兩端，一人敲打鐵軌，另一人把耳朵貼在鐵軌上。下列敘述何者最合理？
介質中聲速排序 例題 2
在相同溫度附近，聲音在鐵塊、海水、空氣中的傳播速率由快到慢，通常應如何排列？
溫度與聲速 例題 3
某天白天氣溫比夜晚高。若不考慮風向與濕度，聲音在空氣中的傳播速率如何比較較合理？
觀念
觀念四：用距離與時間描述傳聲
聲速、距離、時間的基本關係為 。若聲波走過不同介質，應分段計算各段時間再相加；若題目是回聲，給出的時間常是往返時間，單程距離要特別注意。
隔河傳聲時間 例題 1
如圖，兩人隔著寬 85 公尺的河對唱。若當時空氣中聲速為 340 公尺/秒，聲音傳到對岸約需多少時間？
空氣與水中分段 例題 2
如圖，爺爺在湖面上 510 公尺處，向 4500 公尺深的湖底發出一個聲波。已知聲波在空氣中的速率為 340 m/s、在水中的速率為 1500 m/s，則聲波從發射至抵達湖底需要花多久時間？
直升機與潛艇回聲 例題 3
如圖，聲音在空氣與水中的速率分別為 300 m/s 與 1200 m/s。直升機發出聲波後，水面反射回來需 0.2 秒，潛艇反射回來需 0.8 秒。若潛艇在直升機正下方，直升機與潛艇相距約多少公尺？
觀念
觀念五：聲音的反射與回聲
聲音遇到障礙物會反射，反射回來的聲音就是回聲。
許多應用都靠反射：聲納與魚群探測器發射聲波、再接收海底或魚群反射回來的回聲，用往返時間算距離；蝙蝠也靠回聲在黑夜中避障。
回聲測距要記得除以 2——因為聲音是「去」又「回」走了兩趟，所以單程距離＝聲速×時間÷2。
相反地，音樂廳、電影院在牆面掛吸音板、絨布或做成不平整、不對稱的牆，是為了吸收與打散聲音、減少回聲干擾。
注意：『距離愈遠聲音愈小』是振幅衰減，和反射無關。
聲納原理 例題 1
紀錄片中看到潛水艇透過聲波探測海底地形與魚群位置，這種技術稱為聲納。其原理為下列何者？
與反射無關的判斷 例題 2
下列何者和聲音的反射比較沒有關係？
回聲測距計算 例題 3
在山谷間大力擊鼓一聲，經 4 秒後聽到由甲山壁反射回來的回音。已知當時山谷間聲速為 348 公尺／秒，則甲山壁距擊鼓處的距離為多少公尺？
已作答 0/15 題
只想複習部分？答你要的題目就能交卷，未作答的題不計分。
專注陪讀
