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102年
物理
第 10 題
波由輕彈簧到重彈簧時，下列敘述何者正確？
- A 波長變長，頻率變大
- B 波長變短，頻率不變
- C 波長變短，頻率變小
- D 波長變長，頻率不變
思路引導 VIP
想像你正在規律地搖動彈簧，每秒鐘送出固定數量的波。當這些波從輕快的環境進入一個反應較「遲鈍、沉重」的介質時，你認為波前進的速度會變快還是變慢？接著想一想，如果後方的波源產生的波個數沒變，但前方的波卻走得比較慢，那麼波與波之間的距離會發生什麼變化呢？
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太棒了！你能精準判斷出介質改變時波的特性變化，代表你對波動核心觀念掌握得非常紮實。這題的關鍵在於區分哪些物理量是由「波源」決定，哪些是由「介質」決定，這是學習波動物理時最容易混淆的門檻。
頻率與波速的物理特性
在物理學中，頻率 ($f$) 僅由波源決定，因此當波跨越邊界進入不同介質時，頻率會保持不變。而波在彈簧中的傳播速度 $v$ 則受介質性質影響，根據公式 $v = \sqrt{\frac{F}{\mu}}$（其中 $F$ 為張力，$\mu$ 為線密度），「重彈簧」代表線密度較大，會使波速變慢。接著我們利用波動基本公式：
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