2013年11月10日 星期日

波的初探

1.      因為「波」是看不見的,所以我們要用具體的東西(ex:繩子)的振動來解釋,以便進一步了解「波」。我們發現物體振動得越快,「波」產生的彎曲形狀就會越小、越多、越密。
波的初探(四上):藉繩波觀察橫波


2.      「波」分為很多種,其中一種叫駐波,駐波因為上下各有一個波在做交互運動,相互抵消的結果,就好像靜止不動一樣。

3.      為了觀察駐波,所以我們做了一個起波器。自製起波器時需準備一個小馬達、兩個三號電池、兩條橡皮筋、一塊橡皮擦與一條線。
4.製作方法如下:將電池和馬達連成通路,並用橡皮筋將馬達固定在電池座上,再將橡皮擦的邊緣插在馬達的轉軸上,且將棉線綁在電線上,手拉棉線,將整個裝置垂吊起來,開關打開,馬達帶動橡皮擦轉動起來,但因橡皮擦位置不平均,所以產生劇烈振動,就可看到棉線呈現出駐波的型態了

波的初探(四上):觀察起波器產生的波形
5.     科學家稱呼駐波胖胖的地方叫「波腹」;瘦瘦的地方叫「波節」。
 波的初探(四上):認識駐波
6.      除了繩子外,「水」也是觀察波的一種很適合的物質。若水的振動來源是來自上方,則水波會出現一圈圈的圓形波紋;但若水的振動來源是來自前後或左右方的話,因會有反射作用,所以產生的水波則是有高有低的S型。 
 波的初探(四上):觀察水波震盪
7.      另外,水量會影響波浪前進的快慢,經過下面的實驗,我們發現水量越多,水波前進的速度越快。
8.      除了「繩子」和「水」可以幫助我們模擬波外,「彈簧」也是一個不錯的觀察物質喔!除了也可以觀察到S形的波外,彼此前後推動彈簧,我們也觀察到如毛毛蟲運動方式的波喔!因為毛毛蟲前進的時候,身體會先縮在一起,就像彈簧波有疏有密,密的地方會一直前進,這便是彈簧波在運動。
波的初探(四上):藉彈簧波觀察縱波

9.      看了這麼多種物質模擬的波後,其實科學家早已依波的振動方向和前進方向,將波分成兩大類。和繩波或水波一樣造型的S形波,波的振動方向是上下的,但波卻一直往前進,「上下」方和「前」方式垂直的,這種波就稱為橫波或高低波。而只有彈簧出現的特殊波形,因手是「前後」振動彈簧,而波也是「前後」移動,兩個方向是平行的,所以這種波就叫縱波或疏密波。
波的初探(四上):橫波與縱波的科學定義











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