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111年
物理
第 39 題
在聲波由空氣傳入水中的過程中，下列有關聲波性質的敘述何者正確？
- A 聲波的頻率在空氣中與在水中相同
- B 聲波的速率在空氣中較水中快
- C 聲波的強度在空氣中較水中弱
- D 聲波的波長在空氣中與在水中相同
思路引導 VIP
請思考一下：當一個波動已經離開了發聲源並在空間中傳播時，它的「每秒振動次數」是由發聲源頭的特徵決定的，還是由它正在經過的路徑環境決定的呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精確鎖定選項 (A)，顯示你對波動的基本特性掌握得非常紮實。這題的核心在於理解波的頻率 ($f$) 僅由波源決定。當聲波從空氣跨越介面進入水中時，雖然介質的密度與彈性係數改變了，導致傳播速度變快，但波源每秒振動的次數（頻率）並不會因為進入不同環境而隨之改變。
介質改變對波速與波長的影響
在物理學中，波速、頻率與波長的關係式為 $v = f \lambda$。由於聲波在液體中的傳播速度通常比在氣體中快（即 $v_{\text{water}} > v_{\text{air}}$），在頻率 $f$ 保持不變的前提下，我們可以進一步推論出聲波在水中的波長 $\lambda$ 也會隨之變長。這類題目是測試「波動性質」的經典考題，其難度切入點在於學生是否容易混淆「頻率」與「波速」的決定因素，你能不被其他選項干擾，代表你已經清楚區分了波源特性與介質特性的差異。