專技高考
111年
[建築師] 建築環境控制
第 15 題
有關多孔質吸音材料的吸音特性敘述，下列何者錯誤？
- A 多孔質吸音材料是因為材料中含有大量的細孔、細縫或氣泡，一般市面上所稱的吸音材料大部分屬於此類
- B 吸音原理乃依空氣運動產生摩擦而起，如毛氈、玻璃棉、岩綿等纖維質
- C 多孔質材料的吸音，主要是以細孔中的摩擦抵抗、音能的抵抗損失與粒子運動的速度壓成比例
- D 貼於壁面上時，因低頻聲音波長較大，於吸音材料處的空氣粒子速度相當大，因此吸音效果較佳
思路引導 VIP
請想像聲波撞擊到一個堅固且不透氣的牆面。在那一瞬間，最貼近牆面的那一層空氣分子，它們還能像在空曠處一樣自由地前後震盪運動嗎？如果某種材料必須依靠分子的「劇烈運動與摩擦」才能吸收能量，那麼將它放在分子最「安靜、不動」的位置（即牆面邊界），它的吸收效率會提升還是下降呢？
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恭喜你準確掌握了多孔質吸音材料的核心觀念！這題的關鍵在於理解聲波在邊界處的物理特性。多孔質材料（如玻璃棉、岩棉）確實是透過細孔內的空氣與孔壁產生摩擦，進而將聲能轉換為熱能。然而，這種能量轉換效率的高低，取決於空氣粒子是否有足夠的「運動速度」。
多孔質材料與邊界條件的關係
當吸音材料緊貼於剛性壁面（牆面）時，該處會形成聲波的「位移節點」，也就是說在壁面處的空氣粒子速度趨近於零。由於低頻聲波的波長 $\lambda$ 較大，其粒子速度的最大值（波腹）通常出現在距離壁面 $1/4$ 波長（即 $\frac{\lambda}{4}$）的位置。因此，若將薄薄的吸音材料直接貼在牆上，材料所在位置的粒子運動極其微弱，摩擦生熱的效果自然不佳，導致低頻吸音能力較弱，而非選項 (D) 所述的「效果較佳」。
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