八上理化 23 聲波的反射與超聲波(2)：回聲與距離計算實戰、歷屆試題深度解析｜何肇忠老師 (最新課綱)

歡迎收看自然很簡單 我是史康特老師 今天晚上我們要教的是國二的理化 就是國二的自然 那我們已經教了那個回聲迴音 還記得什麼叫回聲嗎 回聲是我聲音出去之後再反射回來 是反射 聲音出去有反射回來就稱之為回聲 那原聲跟回聲有什麼差異呢 嗨少爭你好 原聲跟回聲的差異是說 我們的原聲出去之後能量比較大 所以振幅比較大 那回聲的時候呢 他回來的時候呢 第一個方向不一樣 然後振幅會變小 只有這個差異而已 那其他都沒有變 其他是哪些沒有變呢 第一個他的聲速速度不會變 所以我們的聲音速度這樣子去 這樣回來聲速度不會變 好第二個頻率不會變 頻率也是這樣的頻率出去 這樣頻率回來 所以唯一有改的就是那個 他的那個 呃振幅他的能量會變小而已 我覺得他的振幅會變小 就聲音會變小 回聲的聲音比較小 還有方向不一樣 我們的聲音這樣去嗎 啊回聲這樣回來方向不同 好那還記得說就是我們那個聲音頭就是 呃因為人的耳我們人的話呢 要經過0.1秒的時間差 纔能夠分辨的出來說兩個聲音是不一樣的 所以要聽到回聲的話呢 他要間隔0.1秒以上 那因為我們的聲音的速度傳的很快 在空氣中的話 1秒可以傳340公尺 所以用340乘0.1變34公尺 34公尺是說他 的距離要這麼長 但是我們因為有折返的問題 所以34公尺要除2 所以大概距離17公尺以上的一個 空間的話就容易產生迴音 好那是我們那些重點的一些複習哈 好那我們來看一下那個講義的題目啊 我們是上到那個第14頁 然後從那個第15頁開始 那15頁這幾題都超棒的題目 來我們看一下那個15頁的第9題哦 好這第9題啊他說 呃在溫度為攝氏 15度的海面上 有一艘船呢 他以速率20公尺的速度 他駛向一個高聳的沿岸 他鳴笛一聲之後呢 船上的人經過8秒聽到回聲 那船還在動哦 所以聽經過8秒聽到回聲 那問你說他船鳴笛的當下的瞬間距離啊 瞬間距離岸邊是多少 有距離那個沿岸是多少啊 那我們把它圖畫一下 因為這個沒有圖很抽象啊 第一個他的溫度是15度c 他乾嘛給這個資料 因為要你去求他的聲音 在空氣中傳的速度 他的資料沒有給你 所以你要自己去求啊 那我們先把圖畫一下了 呃他是說有一個沿岸嗎 高聳的沿岸 一艘船好吧 這是高聳的沿岸 夠高聳了 然後這是這是湖面這是水嗎還是湖 那就是啊有船啊這是好算湖好了 這是一艘船啊船在這邊 那底下是水了啊這沿岸好吧 他的怪怪的這個是沿岸啊 啊那我們那個聲音啊啊他這個 他的題目這樣說 他那個船呢他先鳴笛 那鳴笛的時候有沒有動 他還繼續再往前動對不對好 所以看啊我在這個當下我就鳴笛 就哎船怎麼鳴笛的 該不會是吧吧 我就吧聲音就出去了對不對 然後聲音就開始走 可是他在鳴笛的當下的時候呢 船也在動啊 所以呢他在鳴笛的聲音的時候看啊 鳴笛的時候聲音這樣子去 遇到沿岸之後反射過來 反射過來 但是呢他的船有沒有動 哎船有動哎 所以我們就把畫再畫個圖啊 畫那個船移動的結果 這船就從這邊哈他往這邊動 因為他是死向沿岸嗎 所以死向巖壁啊 就死向這邊這樣這樣開過來 他船會這樣動的 然後聲音這樣子過來之後呢 在這邊剛好收到 我再畫過來一點啊 感覺沒有接到 到這邊剛好收到 所以你看啊 他從這裡發出聲音 聲音跑的比較快 碰到沿岸之後反射變成回聲迴音嗎 那船繼續往前動 所以這個當下是發出聲音的時候 這邊是收到聲音的時候 他說這樣是8秒 就船從這邊到這邊移動了8秒 那聲音從這邊到這邊也跑了8秒 那問你說他船在鳴笛的當下啊 這個時候距離沿岸 這邊到底有多遠對不對 那給什麼資料呢 他給人少 他只給說他的15度西是他當下的溫度 然後那個船的速度傳輸啊 傳輸20公尺每秒 這邊是20公尺每秒啊 然後我們那個聲音呢 總共就走了8秒的時間 就從他那個鳴笛之後 到反射回來哦 一共是8秒時間 這個8秒時間 然後為什麼問說這個地方 距離沿岸有多遠好 現在題目清楚了開始在想的哦 我們怎麼算呢 我們可以這樣算啊 呃第一個我們先求那個聲音的速度 因為我們這邊等下會算到那個 聲音跑的距離 你要求距離怎麼求 要用時間乘上速率嗎 可是他聲音的速度沒有給啊 沒有給他自己求 那公式是 v 等於什麼 331加0.6 t 對不對 所以這公式要稍微背一下 有考試他都沒有給你 一般都會給啊 有時候故意都不給你 要自己背 所以331加多少 加0.6什麼是t t 就溫度啊 當下幾度哎15度哦 所以你要自己去算一下乘以15 0.6乘15答案是不是9 331加9就變成340啊 所以那個聲音的速度在當下每一秒鐘 可以跑340公尺遠 那你這樣看的哦 他的聲音呢 從這裡發出鳴笛發一聲之後 碰到沿岸彈回來對不對 然後這邊就收到了 你看哦這一段是 聲音在空氣中跑的距離 他跑的多遠 來我們算一下 要求距離怎麼求 時間乘上速率對不對 時間幾秒8秒 從這邊發出聲音到這邊回來 一共是8秒對不對 這樣去過來是8秒 那8秒聲音可以跑多遠呢 8乘以340 我先把它乘下來8乘以340 8432進3 83242720 好這個是就這一段的距離哦 聲音就跑了2720公尺遠 可能這個時候船搞不動船還在動 所以船從這邊到這邊他跑的多遠 一樣8秒鐘 8秒跑多遠呢 好的這邊算一下 8秒就跑了 我拉過來這邊算了 8秒就跑了1公尺 1秒鐘20公尺遠 8秒鐘8乘20 160公尺 所以你再看一次哦 我們現在得到什麼資料 聲音從這邊這樣傳過來 花了2720公尺 這2720公尺從這裡出發到這邊回來哦 那船從這邊到這邊跑過來是160公尺 那你有沒有注意到 這一段再加這一段等於是去跟回的距離 那我就把這個加起來 就是聲音去的距離 加上船跑的距離相加就是 從這邊開始哦 折返的距離對不對 所以22720 去加上160 這相加好之後呢 是就是從這邊開始到這邊 這樣子去這樣子過來全部的距離 但是我只要單趟 我問的是這邊到這邊的距離要除了 變成2720加160除了 那2720加160變什麼 2880除2 所以他的距離就是1440 這什麼答案呢 這答案是說他在鳴笛當下 距離沿岸就是1440公尺遠 那如果問你說他聽收到回聲的時候 離沿岸多遠呢 這時候你叫用1440 這邊到這邊是1440 扣掉這160 這邊就是這邊到這邊的距離 所以這一段他沒問你 要問你也會也會求啊怎麼求呢 我就用1440扣掉160 相減變多少1280 所以這邊離沿岸是1280公尺遠 因為這題目有兩種問法 第一個問你說 他鳴笛當下離沿岸多遠 那答案就是1440 如果問你說他收到回聲的當下 離沿岸多遠 那答案就1280要扣掉這個160 好這樣聽懂吧 這點很棒哦學起來好不好 好你那裡好好 那這個有沒有問題 好這個是很棒的一題哦 那把它學起來啊 就是你要這樣想啊 他從這邊發出聲音的時候船還在動 啊所以他的距離有兩趟 一趟是聲音跑的這一趟 一趟是船跑的這一趟 這兩個距離加起來就是從這邊開始 去跟折返的距離 所以才會說我用這8秒鐘空氣跑的 聲音在空氣中跑的距離2720 再加船跑的距離是160公尺 兩個相加之後一定要除了 除了是說從這邊開始到這邊的距離啊 好那這個是第九題 啊我看那個第十題啊 第十也是很棒的一題啊 他講的是那個探測啊 就用那個用呃聲納 那個納是不是納錯了啊 聲納的納就是密字旁的納 不是那個的納 好同學把它改一下 這聲納的納怪怪的 好聲納的那個是密字旁那個納 好用聲納來探測海底的地形 呃探測探測船前進的時候呢 他每每個20公尺 他就發出一個聲納 然後發出超音波 來去記錄之後他的回聲時間如下表 那假設說那個聲音在水中的速率是 1500公尺每秒啊 那他收到的狀況這樣子啊 他是用表格方式來陳列啊 那這個是距離 他就每隔20公尺啊 就發出一個訊號啊對 那這個是收到回聲的時間 有幾秒鐘 他單位是秒哦 好來每20公尺就已發出聲音 所以20 40 60 80 他到多少啊 很多 到100 120 140 好160 那回聲呢分別是1秒2秒 3秒4秒4秒 還有3秒 3秒跟3秒 那4個4秒 444 3跟3.5啊 然後叫你去選擇說他的 答案哪個才對好來 那我們這邊普遍看到呢 他的資料有個6000跟3000 那我們就算一下應該這東西哦 來我們看哦 呃在80公尺遠的時候 他探測到海底深度是多少 我們可以把它算一下怎麼算呢 回聲是去跟回 沒有去跟回4秒鐘的一趟一趟兩秒鐘 一秒鐘1500公尺兩秒鐘呢 1500去乘以2 所以答案就3000對3000公尺 所以80公尺遠3000公尺深 所以從80 100 120 這三個測的的深度 都是3000公尺深 好然後再來呢就變淺的 像這邊的話呢 他是1乘1500還要除了為什麼除了 因為他的聲音是去跟回嗎 對去跟回 你來回1秒一趟0.5秒 0.5乘以他就750公尺啊 750公尺深 而這個呢一樣哦 先除2好了 變1 1乘他1500公尺深 他的深度了啊 那3怎麼辦呢 一樣3先去除 你看3就他的3倍嘛 我就1 1就775兩倍 乘2就1500 3倍乘以3 2250 過來就3000 3000 3000 而這邊3的話一樣2250 2250公尺深 再來就是好這不算的 你看他的深度怎麼看呢 他一開始深度呢 會在那個750公尺深 好750公尺深 然後又怎麼樣又到了1500 然後又到2250更深 然後3300維持維持又變淺的 然後又又又又變得比較深一點點啊 他圖形單長這樣 我們就選這個圖就好了啊 有沒有這個圖呢 到3000公尺深的啊 有答案選 c 有沒有 他圖還蠻像的 就選這個答案 這樣知道嗎啊 這個是看圖來算的啊 等一下好像被蚊子咬了 怎麼會有蚊子呢 好 我開個電蚊箱好了 好我們看那個這是第十題啊 好看那個第十一題 呃十一題這裡很棒來 這裡也是很不錯的一題哦來 好在那個講義的第15頁 15頁的第十一題哦 他說呢水豚去遠雄的海洋世界遊玩時 看到海豚的動作非常的迅速跟敏捷啊 然後呢靠近牆壁的時候呢 他不會撞到有沒有 他會閃避哦然後不會撞上去 那是因為這樣子哦 因為海豚呢 他本身會發出超聲波 用來感覺四周環境和距離 如果超聲波呢 在水中的傳播速率 他是以1500公尺 然後1530公尺 1530公尺 這是在水中的 的速度哦超聲波 就是說他音頻是高音頻 然後超過我們可以聽到範圍 在水中船的速度是1530公尺遠 那海豚收到反射波之後 他的反應時間呢只剩下0.1秒 就是海豚他聽到這個回聲之後 還有0.1秒可以去反應做動作 那如果你說海豚他發出超聲波 並且呢他以每每秒30公尺 的速度在游泳的話 他必須跟障礙物要保持多少的距離 他纔不會撞到 好哎這裡有意思了 有懂題目的意思嗎 我們再一次啊 他是說 海豚在水中游的很快 對遊很快不會撞到對不對 為什麼不會撞到因為他反應很敏捷哦 很很很很敏捷 那這個時候呢我們就假設哦 超聲波在水中的速度是1530公尺每秒 那海豚他收到這回聲之後 還有0.1秒可以做反應跟動作 那如果說海豚的速度是30 30公尺每秒的話 那這樣這樣的速度下 他距離那個 反射物障礙物啊 他要多遠纔不會撞到 他不是說來不及反應撞上去嗎 那就很好笑了 所以海豚要距離那個 障礙物大概多遠的距離 他纔可以收到回聲之後 哎不會撞到他可以避得開哦 要維持多久的多遠的距離啊 那我們這樣想來 哎海豚 好海豚我不會畫 海豚好像長這樣啊 哎好這海豚啊 那海豚游泳的時候呢 來海豚速度遊很快哦 那這邊有個障礙我們畫個障礙物好了 好這邊有個障礙物 障礙物在這邊 好那海豚呢 他是邊遊就會邊發出超聲波對不對 好所以他發出的超聲波 經過這個障礙物之後會怎樣 所以他會反射回來 那反射回來之後海豚怎麼樣 他還在往前遊啊 他還是往前遊 所以海豚跑到這個位置來了 這個位置呢 這尾巴的位置 這畫眼睛好了 不然就趕快畫他這眼睛 海豚這樣畫嗎 好埋上頭哎 啊畫點想象力好了 很好海豚呢 他從這邊啊往往前遊 從這邊往前遊游到這個位置的時候 他收到自己的超聲波 然後來得及反應沒有撞到 這樣懂意思嗎啊 那在在我們家想啊 呃因為呢 他只剩下0.1秒的反應時間 所以這邊的反應時間有幾秒 他也只有短短的0.1秒 0.1秒叫反射叫做動作對不對 都還想的哦 0.1秒的話 他的距離是多長啊 那0.1秒的話呢 你看海豚的速度是30公尺每秒 所以0.1秒的情況下海豚可以遊多遠 0.1乘以30 答案是3公尺 所以這邊至少保留3公尺啊 他他以上還不會撞到對不對 可是可是他問這個位置不是問這個位置 所以這邊答案3公尺是說 他接到這個訊號的時候 離這個障礙物至少還要3公尺 3m 3公尺啊 這邊3公尺 那再來他問你說 那他發出的聲音這個當下啊 就是距離這障礙物要多遠纔不會撞到 這問你什麼 他是問說從這邊開始哦 到這邊的距離 到這裡的距離啊 我把這段距離呢給他設x好了 好這樣ok嗎好設x哦 好再來怎麼去求解跟劣勢呢 我怎麼去處理他啊 來我們這樣想 好哎呃從這邊 到這邊是那個 聲音在水中傳的 傳的狀況嗎 那這邊到這邊他游泳的情況 他從這邊到這邊遊了這麼遠啊 從這邊開始啊 到這邊啊是他遊的遊的 收到這訊號的時間啊 訊號的時間好來看 他從發出超聲波到收到 跟從這邊到游到這邊來 他的時間是一樣 時間是一樣的 那時間要怎麼求 時間的求法要求時間 那就是距離 去除以速率對不對啊 所以你看哦 這邊的長度是x公尺對不對 那這邊的長度至少3公尺 所以x扣掉3 從這邊游到這邊來遊了多遠 遊了x減3公尺遠 遊了這麼遠啊 那他的速度呢是30公尺每秒 所以我用距離去處理這30 代表說這是海豚遊的時間 就等於什麼 他發出超聲波收到的時間會一樣 沒有這邊到這邊的時間 跟從發出聲音到這邊收到時間是一樣的 那 超聲波從水中這樣子跑過來的距離有多遠 是x這一趟再加這個3公尺 他是x加3 再除以呢 聲音在水中的傳播速度是1530 所以去除以1530 這兩個相等 為什麼相等 他海豚發出聲音之後 到收到的是收到這個回聲的時間 跟他發出之後彈道障礙物反彈過來的時間 他是一樣的啊有沒有 他從這邊游到這邊的時間 跟從這邊發出聲音 到他收到時間是一樣 那時間怎麼求時間就是距離去除以速度 所以從這邊到這邊遊的多遠 有多久的時間 用距離x擴到這邊的3 所以這邊的距離是a減3 a減3之後再去除以他的速度 所以他遊了這麼多的時間 然後會等於什麼 他發出超聲波之後收到的時間 他發出超聲波從這邊到這邊的x啦 又反射過來又加3 所以a加3去除以這個 在水中的1530公尺 這兩個等式會成立啊 好那再來怎麼求解呢 我們就利用那個 哎十字交乘法 他的原理是去分母了 這是我們故意就兩邊都乘以 1530跟30哦 如果你不懂什麼叫十字交乘法 我們這樣做把分母都去掉 所以兩邊都乘什麼 乘30跟乘1530 有沒有兩邊都乘 哦這邊都乘 乘30又乘1530 為什麼加乘 加乘的目的是要去分母對不對 所以你這樣乘的時候你看到30約掉 他是1530 乘上a減3 就等於15301530約掉 他是x加3 然後乘上30啊 乘以30 好再來把它拆掛號啊 1530乘x就1530x -3乘以他-的4590 等於30乘x 30x是30乘以3 等於90哦 然後呢這一過來減變成1500 x 一過來是加4590加90 是4680啊 那要求x的加 所以這1500一過來除 他是1500 分之4680 好再來怎麼做比較好做 善用約分的方法 好我們就先約分好了 用什麼約用三約好了 用三約這邊是500對不對 因為三可以約了4加6加818倍三除嗎 用三約變什麼 1560 對好1560 再來怎麼辦呢 再跟你講啊 直接乘2 因為乘2的話呢 我就可以把那分母變1000的嗎 乘2變1000 那分子給他乘2變什麼 乘2之後是 3120對3120 除1000變多少 3.12 所以他只要距離那障礙物呢 維持3.12公尺遠 他就有時間做反應 然後不會不會被撞到 所以這邊是3公尺 這邊多少0.12公尺 這個時間差最夠他反應的 這樣懂意思嗎 所以他問你說 他要跟障礙物保持多遠纔不會撞到 答案是3.12公尺遠 那這題有沒有問題 呃 哎 美心是說 坡很簡單的單元卻算是有點 有一點難的確了 那個其實這個坡啊 很多的觀念都簡單 那有些的題目真的設計的比較複雜 那像這題的話呢算是難的 比較不容易一次就弄懂 所以同學可以再多看一下啊 我喝個水一下 好那個關於這個有沒有問題啊 好如果沒有的話呢我們就換下題了 好那這個題目的話可以反復再看一下 其實這原理是蠻簡單的啊 這重點是搞搞懂說我怎麼列等式的 是因為這樣子啊 他還要維持0.1秒 不會撞到這個障礙物 可是有他的話呢 海豚他一秒可以遊30公尺遠 0.1秒有多遠 遊3公尺遠 所以至少要遊3公尺給他做反應 但是他不是問這3公尺 他問說他一開始發出聲音的時候 到這邊有多遠 那我們假設呢他是x公尺遠對 所以呢 他從發出聲音到收到聲音的時候 他也繼續往前移動 那 變成說往前移動的這段時間 就等於從這邊發出聲音 到這邊收到的時間 那是時間是一樣的啊 所以我就叫列式的啊 那這邊的距離是多少 因為我剛剛設x 扣掉這3公尺 a-3 然後去處理海豚遊的遊的速度 就是這個這個是海豚他遊的時間 遊了這麼遠啊 遊的不多時間了啊 會等於什麼 他發出聲音之後遇到障礙物反彈過來 他那個 這個聲波跑的距離就是x再加3 再去處理他那個在水中的速度1530 這兩個等式會成立 就是你發出聲音之後再收到聲音的時間 是一樣的啊 所以他就等式會成立了啊 好我們來看那個下一題啊 第12題 好那12題呢他就說 呃這裡有不錯也是很棒的一題啊 我把這先擦掉 然後呢第12題啊 他說有一個遊輪呢 他在那個 遊輪頭就大型的船啊 那這個是他距離這兩邊的情況 這有一艘很大的船啊 這艘船不管這艘船啊 然後這邊是另外一個 這是水道啊 基隆港的水道 好那水道兩旁都有一些 飯店啊大樓這樣子啊 那船在靜止的時候呢 他說當時的聲音速度是346 公尺每秒啊這是船本身哈 他在那個 船上發出聲音 鳴笛啊在靜止的時候鳴笛 鳴笛的時候呢那聲音就會傳出去 對不對傳出去之後呢他說 在船上聽到第三次回聲是幾秒後 那其中題目他給說 他離這邊是924公尺遠 船離這邊的話呢是460公尺遠 啊那同學我問你啊 他的第三次的回聲是從哪邊傳過來 那聲音到底怎麼跑的 你要這樣想 他鳴笛的時候他鳴笛啊 鳴笛聲音就跑對不對 聲音往兩邊跑 跑到這邊的時候他會反射 這邊繼續跑對不對 所以第一次的回聲從這邊這樣過來的 有沒有 所以從這樣子過來的聲音是第一次的回聲 對那你看他的聲音這樣子在跑啊 然後這邊反射過來然後先收到這回聲 然後這個聲音已經到這邊去了 他開始這邊的聲音 這邊的右邊的回聲開始往這邊跑 左邊遇到這邊反彈的開始往這邊跑 對不對交錯了 所以第二次的回聲從哪邊過來的 是從這邊這樣子過來的 是他的第二次回聲對不對 那第三次回聲呢 你看哦他的聲音這樣子跑之後呢 這樣子回聲第一次回聲 然後這邊交錯過來這第二次的回聲 那第三次的回聲呢 是從這邊這樣子過來有沒有這樣子過來的 所以從這個第二次回聲 到這邊之後再反射回來會變第三次回聲 這樣有看到哦好 所以變成說你的第三次回聲從哪邊開始 從這邊開始到這邊跟這邊這樣過來的距離 要去處理時間 他距離有多少看哦 這樣子折返9241乘2 再加這樣的折返好4601乘2 再去處理什麼當下的聲音的速度 346公尺 因為你要求時間嘛 還有距離去處理速率啊 所以924乘2加420乘2去處理346 所以346分之 924乘2是1848 420乘2呢是920 兩個相加之後呢 2768 2768去處理346 我看他的答案好可以整除嗎 然後說可以整除 有答案有四個可以選2468 2468那答案應該是應該是8嘛 346乘886488是32 哎的確答案就是8 所以他8秒之後可以聽到什麼 第三次的回聲 所以第一次回聲來自於這邊 第二次的回聲是來自於這邊 第三次的回聲是說 第三次的回聲是這樣子的 他的聲音從這邊這樣過來之後 再過來這樣反射過來變第三次 好這樣知道嗎 這裡是答案是8秒 好再來我們看那個 歷屆的試題啊 關於那個超 聲波的反射跟超聲波的歷屆試題 來我們看一下那個歷屆 怎麼考這邊的題目啊 其實我的範例啊 都普遍比歷屆的試題還要再難一些些 我剛剛稍微看了一下 歷屆題目反而出的比較 沒有這麼難的 所以不用擔心的來 我們看一下那個 16頁歷屆的第一題啊 他說勝利號漁船呢在海面上 以聲納探測魚群 0.6秒之後收到回聲 那魚群跟魚船的距離大約多少公尺深 而當時的聲音在海中的速率啊 大約是1500公尺每秒啊 所以1500公尺每秒的情況下 他發出的聲波下去又回來 一共幾秒一共是0.6秒 所以你用0.6秒去乘上1500 這個是什麼的資料 他是去跟回來回的距離 可是你要測的是魚群的 他不就一半 所以要不要除2當然要除2啊 所以變成0.6乘1500來除2 所以零點先分好了 跟他約之後呢變0.3 乘上1500 哎就是454嘛 去個0嘛乘以3 啊所以他的 他跟魚群的距離就450公尺深啊 所以答案選擇是b 好看那個 好第二題哦 他說國艱呢在靜止的船上同時對著山壁 發出超聲波及大喊一聲 當然超聲波不是他自己發出來 人無法發出超聲波 他是利用一個儀器嗎 就對著山壁發出超聲波 自己又大喊了一聲 那當時如果是沒有風的話 他接收到兩種反射訊息 何者正確啊 如果要收到這個樣的訊息的話 呃 超聲波跟他喊的聲音會同時出發去 但是因為都是音波 所以速度都相同 所以回來的時候怎麼樣一起都會收到 但是超聲波他聽不到 但是可以是是兩個都可以收到的 所以他這裡是怎麼樣 答案選的是豬啊 兩者同時都收到 但是他是因為他們的傳播速率都相同 看那個第三題來 好第三次說 在靜止的海面上呢 甲船發出聲波的訊號 我先畫圖啊 他有個圖哦 這是甲船啊 呃這是乙船 有加一兩艘船 他們呢相距680公尺遠啊 這邊是680公尺遠啊 他說呃來 靜止在海面上的甲船發出了聲波的訊號 這訊號同時由空氣傳 跟從海水裡面傳 所以這有海水畫一下海水啊 兩部分啊 空氣船是一種 海水船又是一種 然後當時是無縫的海面瓶頸 那空中的聲速是340公尺每秒 那聲音在水中的速度呢 是1700公尺每秒 他說他問你說 那乙船先後收到這兩種聲波訊號的 時間差 最接近於下列盒子哦 那你這樣想啊 因為在水中傳的是比較快 我這樣傳過來會比較快對不對 好所以他會先收到水中的聲音 再收到空氣傳過來的聲音 這叫時間差 那空氣傳的比較慢對不對 所以你看空氣是680 去處理這個340 要求時間叫距離除以速率 所以680公尺去處理340 這是空氣中傳的他傳的比較慢 可是呢水中傳的比較快他會先到對 水中的傳多少呢 一樣距離是680 然後呢他的速率是1700 所以你看哦 這空氣傳的這水中傳的 他會時間差兩者就互減啊 他會先收到這一個再收到這一個 所以我們兩個是相減的動作 那680除以30答案是2 減掉 這裡還有約分啊 用17約好了 0跟0劃掉了17約分是四十分之四嗎 所以減掉0.4 2減0.4多少 1.6也就是說 他在發出聲音過後 過後的0.4秒 這邊已傳先收到海裡面的訊號 再經過1.6秒 就收到甲船的訊號 所以他們時間差差1.6秒 這懂意思嗎 如果說只收 空氣中傳過來的訊號的話 從這邊這樣傳過來要兩秒 但是他是因為是先收到0.4 先收到0.4秒的這個再去看兩秒 所以兩個要相減 好所以先收到海中船的聲音之後 在間隔1.6秒才會收到 從聲音從空氣傳過來的聲音啊 所以答案選的是1.6 好再看那個第四題來 呃哪一種現象的原理 和聲音的反射是沒有關係的哦 那A說在空谷中叫喊 可以聽到回聲 回聲就是反射啊 那B說震動的音叉 放到水面上會產生漣漪 因為那個音叉被敲了之後他會震動嗎 你用那個音叉去碰那個水 那水就好像 會被擾動一樣哦 所以那個是但是跟反射沒關系啊 哦所以答案選的是B哦 所以跟反射無關的是B 傳聲筒他是跟反射有關 然後聲納也是用反射的方式 去測量海底的深度對不對 所以答案只有B不對啊 好看到第五題 呃漁夫在海上捕魚時 常使用可接收跟發射超聲波的儀器 從海面上 對對著正下方的海底探測魚群的狀況 假設在海水中 超聲波的傳播速率是1500公尺每秒 1500公尺是在水中傳的速度了 啊假設這樣子 a 說發出超聲波之後的0.4秒 收到回聲 那魚群在 海面下下30公尺處 我們看是不是啊 0.4公0.4秒0.04秒 0.04秒是我收到回聲 好那我就求距離距離怎麼求 時間乘上速率乘上1500 但是乘完之後不要忘記哦 這個是去跟回要不要除2 一定要除2 因為這個是來回的聲音0.04秒 而只有一趟你就要除2了 啊所以最後答案他在除2 除2分之1 好把它算一下哦 呃0.04乘1500怎麼乘呢 來我們這樣想啊 這有兩位小數 還有兩個0把它抵掉 所以是4乘以15 60 60乘以2分之1 那答案就30啊 所以30公尺深對沒有錯 答案就選a 囉 那看其他會什麼錯啊 b 他說使用超聲波探測海中的魚群時 是運用到聲音折射原理 得知魚群的位置 你把那折射打叉叉 是反射不是折射 然後c 說使用超聲波探測魚群的位置 原因是因為只有超聲波 能在海水中傳播 不是超聲波可以傳播 我們一般的聲音也可以傳 啊只是我們是利用超聲波來去探測他的 海底的那個深度啊 那就是說 如果超聲波從海水傳到空氣中 他的傳播速率不會改變 錯他從海水中傳到空氣的時候 他的速度會變慢 因為空氣傳的比較慢對不對啊 所以那個答案就是a 對啊 好第六題的話呢 呃這點我們有講過啊 就是你用手去圍住嘴巴的時候 讓對方聽得清楚 的理由是因為利用反射的原因啊 所以答案選的是 c 啊好在第七 四個振動源分別在 我把這邊寫上 在同一個環境下產生的聲音 他們產生聲音的特性如表 那這他們產生聲音在空氣中 傳播的敘述 何者是正確的啊 因為這有些題目可能在編排上 你這應該屬於下個單元的哦 因為講到分貝又講到頻率哦 甲乙 丙丁 沒關係我們先講好了 這個是分貝 分貝指的是音量的大小聲 好那分貝越大就是音量越大的意思哦 那分貝是個倍數關係哦 這是頻率 頻率指的是音調的高低的問題哦 這我們後面都會提到 那這裡我們先做好了 那分貝有這甲乙丙丁四種的聲音的來源 那甲60分貝 30赫以80分貝 300赫丙10分貝 1500赫丙70分貝 15000赫 基本上分貝越大表示音量越大聲 那頻率怎麼樣頻率是越大的音 音調就越高啊 啊所以哎他說 甲說產生的聲音是人耳無法聽見 甲60分貝但是是30赫 人耳是20赫到2萬赫都可以聽得到 所以30赫 ok 沒問題哦 所以甲不對 a 不對了 b 說一說產生的聲音傳得最快 乙是音量最大 但音量最大不是傳的最快 是可以傳的比較遠啊 那這個四個都在一樣的環境下 所以傳的都一樣快 好所以 b 也不對 c 他說丁所產生的聲音響度會最大 最大是乙好要分貝數最大哦 所以 c 也不對 豬說丁所產生的聲音音調最高 因為他頻率是最高 音調最高沒有錯 所以答案選的是豬啊 好這也算蠻容易的哈 好再看那個第八題 哎第八題有個小表格我先寫一下 因為這表格是等下判斷的依據哦 他寫兩個動物啊蠻好玩的 一個是大象一個是兔子哦 好那大象是 elephant 對不對 哎我寫中了 聽不大出來 大象啊他的聽覺的頻率是16赫 到1萬2千赫 rabbit 兔子 啊 a b b i t 他的頻率範圍是360赫 到4萬2千赫 啊所以你看兔子聽的範圍是超過我們的哦 我們到2萬赫就沒了 他可以到4萬2千赫 他說 呃這有一個在空氣溫度是15度 西的情況下 然後呢有個升坡的坡數 為34000公分每秒 不是公尺哦公分哦 這聲音的速度哦 是3萬4千公分每秒 然後呢他的坡長坡長是爛的 坡長出來是1,000公分的話 而且音量足夠大的升坡 那參考這個表格哦 他問你說 這兩種動物是否可以聽到這個 升坡的聲音 那是否能夠聽到這升坡的聲音 重點在頻率 他沒有給頻率 他給的升速跟坡長就是沒有給你頻率 所以公式你就要自己背 你們還記得嗎 坡數 v 等於什麼 v 等於什麼 f 乘爛打對不對 什麼是 v 坡數啊多少 3萬4 3萬4千 就等於 f 不知道還是 f 哦 爛打坡長他說是1,000 乘以1,000 1,000一塊除1,000哇很容易啊 1,0001,000除掉之後怎麼樣 原來的頻率多少 頻率是34 如果頻率34的話 只有大象可以聽到 因為兔子到360赫以上才聽得到 所以這個他聽不到啊 所以答案是大象聽得到兔子聽不到 所以答案選擇是 c 啊 這樣子 ok 嗎 好好再來我們看那個 第九第十題啊啊 我在想說今天可以得到多邊的聲音 看來有點困難 那至少我們先把這章節做結束好了 哎學長在教那個透鏡的嗎 應該還沒吧 哦你說有提示非提不懂 呃月球上沒有空氣 所以聲音無法傳播對嗎 是的因為聲音他需要媒介 啊傳播聲音需要介質 沒有介質就不能傳播 所以聲音傳播到啊 但是電波傳得到啊無線電波的電波 他是類似像光波一樣他都傳得到啊 但是聲音他需要媒介他都傳不到 來我們看那個 第九題來 呃傳聲的介質跟特性 會影響到聲音傳播的快慢 以至聲音在0度c的時候 傳播的速率是331公尺 每升高1度c就增加0.6公尺 那他想測量一個枯井 他在枯井 對著枯井向內喊話 經過0.2秒之後聽到回聲 他的度數是幾度啊 15度c哦這個井是15度c 然後經過0.2秒聽到回聲 他的井到底有多深 好來但這個是小題目了 因為你15度c要幹嘛 是要求聲音在空氣中傳播的速率 要代公式啊要331 加0.6t 他怕你沒有被公式 他用一個很複雜的方式告訴你說 0度c的時候331公尺 那每加增加1度c 會增加0.6公尺的速度 所以你加起來就比較快嗎 那331再加上0.6乘以15 這我們之前有算過哦 加上的是9嘛9加他340 所以這邊的枯井 那口井的聲音傳播速度 是340公尺每秒 那0.2秒聽到回聲 所以怎麼走 直接測碼哦 要求距離時間乘上速率啊 0.2乘以340 但是因為有去跟回折返的問題要除2 你看吧這個是枯井 這一口井對不對 你聲音從這邊下去啊不是反射回來嗎 啊這樣幾秒0.2秒 那你這樣一乘以2是去跟回都算到的 所以當然要除2 那除2之後呢 2跟0.1約掉 這邊是0.1 乘以340變34 他的井多深34公尺深 哦所以答案選的是b 已經加到透鏡了 哨子你們交透鏡了 現在才幾月現在是 10月27號下個月的 25號那時候開始就有學校先斷考 好那陸續都開始有人斷考 所以我們還有一週一個月的時間 一個月的時間我要把光講完 嗯好有點困難 我們繼續努力來 那個第十筆 有一架直升機呢 他墜毀在水庫內 達到公司呢根據試試的地點的水面上 以聲納去探測 探測的直升機墜毀的深度哦 那他探測出來他從 發出探測波到收到 是0.1秒 那問你說直升機他所在的深度為多少 看0.1秒要乘什麼 乘上速度什麼速度 聲音在水中傳的速度 聲音在水中傳什麼傳 他這邊給的資料是1463公尺啊 所以要乘上1463 公尺要除2 為什麼除2因為去跟回要除2嗎 那除2之後答案多少呢 他有三個四個答案可以選嗎 有34啊 有73有146有252 你這樣一乘不就14 146.3去除2 一除就大約7大約73啊 所以73公尺深啊 那答案選的是b 好那我們再來好還剩下一點時間