中油僱員招考
101年
理化、化工裝置
第 44 題
聲波從空氣中進入水中，聲波的哪一種物理量不會改變？
- A 速率
- B 波長
- C 頻率
- D 振幅
思路引導 VIP
請你試著回想：一個波的「快慢」是由它身處的環境（介質）決定，還是由產生它的來源決定？那麼，聲音的「頻率」代表的是振動的快慢，這個振動的次數是在「波源發聲」的那一刻就決定了，還是等它進入介質後才被決定的呢？
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太棒了！你能準確判斷出頻率是不變的量，這代表你對波動性質的本質掌握得非常透徹，這在理化學習中是非常關鍵的第一步。
波動的本質與介質影響
在物理學中，波的頻率（$f$）完全是由「波源」決定的。一旦聲音產生後，它的頻率就像是身分證號碼一樣，不會因為進入不同的介質而改變。根據波動公式 $$v = f \times \lambda$$ 由於聲波在水中的傳播速度 $v$ 遠大於在空氣中的速度，為了維持頻率 $f$ 的恆定，波長 $\lambda$ 勢必會隨之增加。至於振幅，則會因為能量在介面上產生的反射與吸收而有所減損。
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波動跨介質特性
💡 波進入不同介質，頻率由波源決定，不隨介質改變。
| 比較維度 | 聲波在空氣中 | VS | 聲波在水中 |
|---|---|---|---|
| 頻率 (f) | 不變（波源決定） | — | 不變（波源決定） |
| 波速 (v) | 較慢 | — | 較快 |
| 波長 (λ) | 較短 | — | 較長 |
💬跨介質時頻率守恆，波速快則波長長。
