中学科学科节目.doc

1、高中科學節目聲光大道 (二)教師參考資料節目對象：科目物理科班級中四至中六節目長度：十五分鐘學習重點：1. 波長、波速及相位2. 波的反射、折射及繞射內容簡介1. 波長波是一種於空間的擾動 ，例如聲音於空氣中傳播，就是空氣粒子在空氣中前後振動 ; 而光是藉着互相垂直的電磁場振動而前進。無論是空氣粒子振動，或電磁場的振動，於波的前進方向上，在同一時間，總會有於不同位置的粒子或電磁場的振動，與波於平衡位有相同距離的位移。於不同位置上有着同相振動，就稱為同相。波長是 指於波的傳播方向上，距離平衡位置位移和時間都相同的兩個點之間最短的距離。於 橫波中，波長是任何相鄰而同相的兩點之間的距離，通常是相鄰的

2、波峰或波谷。 而於縱波中 ，波長是兩個相鄰密部或疏部之間的距離。聲波或光波 ，於某一種媒介中嘅傳播速度是固定，所以當波的頻率越高 ，波長自然就越短 ; 頻率越低 ，波長就越長。根據波長的差異 ，就能夠分辨各種不同種類的聲光。人耳膜能感覺聲音振動，最高頻率可以去到2 萬赫茲，對應的波長大概是2 厘米，超出這個頻率就聽不到。超出這個頻率的 聲波稱為超聲波或超音波。頻率太低的聲音，大概 20 赫茲之下 ，對應的波長大概為 17 米以上，人類都無法聽到，這些聲音稱為次聲波或超低音波 。 人眼可以感覺到波長的範圍大概由 400 納米到 800 納米，即是由紅光到紫光。於這個範圍以外，波長更長的紅外線、微

3、波，及至無線電波，和波長更短的紫外線、 X 射線到伽瑪射線等等，人類都不可以看見。2. 波的反射反射是一種物理現象 ，是指波從一個介質，進入另一個介質時，前進方向改變，回到其原來的介質。 聲波可以於水中好有效地傳播 ，所以科學家就利用聲波的反射回聲去偵測水底下的物體。例如去偵測水底下的冰山，可以藉對海中冰山發出聲波，然後聽取回聲，去計算海中冰山的形狀。亦可以利用回聲去搜尋海中魚群。魚群探測器對海中發出超音波，測量接收回聲並計算所需的時間，就可以尋找到魚群。光亦可以產生反射， 同聲音相比，光或電磁波，於空氣中會較容易傳播，所以藉着發射無線電波，然後接收反射的無線電波，去偵測海上颱風位置和空中的飛

4、行物體，例如飛機等等。3. 波的折射折射是一種物理現象 ，是指當波從一種介質進入另一種介質 ，或在同一種介質中傳播時，速度有所改變或不同，而令前進方向有所偏折的現象。聲音於空氣的速度和温度有關。空氣温度越高，聲音傳播速度就越快。白天地面被太陽照曬下，靠近地面附近的空氣被地面加熱，温度升高，而離開地面遠的空氣比較冷，温度較低。聲音於熱空氣速度較快，會朝天空往上彎曲折射，所以聲音不易傳到遠方。相反，夜晚天氣變冷，靠近地面附近的空氣冷卻，上層空氣變得比靠近地面空氣溫暖，於是離開地面遠些的聲音比靠近地面的聲音傳播速度較快，所以聲音會朝地面方向彎曲，較容易傳去遠方。海市蜃樓是一種自然發生的光學現象，是指

5、光於空氣中傳播時產生偏折而形成的虛象，又稱為蜃景。光於冷空氣中的速度比於熱空氣時慢。光由冷空氣進入熱空氣時，會向兩個界面平衡的方向偏折。於陽光曝曬下，地面變熱，令到貼近地面的空氣比上方的空氣温度高，就令到來自遠方物體的光線彎曲向上呈現凹線的軌跡。當光線進入觀測者眼晴，就會錯誤地以為光線是來自地面，地面上看見的水實際上是藍天的鏡像，而景像就好像岸上風景於湖面的倒影。4. 波的繞射當波遇到障礙物時，偏離原來直線傳播路線，這個現象稱為繞射 。聲音可以翻過高牆，繞過障礙物去傳播，是由於繞射的緣故。 於轉角位或受障礙物遮擋的地方 ，電話或收音裝置仍可以接收到無線電波。因為無線電波的波長，由幾厘米到幾十米，甚至過百米，所以好容易產生繞射。光亦可以產生繞射。將一個障礙物置於光源與觀察屏之間，觀察屏上出現明暗區域。光暗之間的邊界並不銳利，而是一個明暗相間複雜圖樣，這是光的繞射的其中例子。使用建議甲.教師可以一次過播映本節目全部或分段播放。乙. 教師宜在播映前加插五至十分鐘播映前的準備活動，然後播映節目。節目播映完畢，再用十至十五分鐘與學生討論，以鞏固知識。教師可參考下列建議活動，酌情選用。建議活動(以下活動，僅供教師參考。教師可因應學生的學習能力、課堂的學習環境和教學時間酌情選用。 )播映前的