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GCSE 科学/波

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大多数形式的能量(例如声音,光,热)通过波的形式传播。所有波都是由某种振动产生的。振动方向相对于波传播方向决定了波的类型。

波有两种类型

  • 横波 - 由垂直于波传播方向的振动产生。大多数波都属于这一类。这种类型的波的例子包括光,热和无线电波。
  • 纵波 - 由与波传播方向相同的振动产生。例子包括声波和P波地震波。

波的定义

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振幅,a (m)
波从平衡位置的最大扰动。这可以描述为从静止位置到波峰的位移。
波长,λ (m)
波上一个特定点与下一个波上相同点的距离。它是波的一个完整周期的长度(例如,从波谷到波谷)。
频率,f (Hz)
每秒通过一个特定点的完整周期(振荡)次数。
周期,T (s)
一个波通过一个点所需的时间。
速度,v (m/s)
波在每秒内传播的距离。速度 = 频率 * 波长

测试自己1 光速为3亿米/秒。如果频率为80兆赫兹,其波长是多少?[1]

波的性质

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所有波都有三个主要性质:反射、折射和衍射。

波的反射是指当波遇到边界(即被反射)时发生的改变方向。光的反射使我们能够看到物体,因为光从物体上反射到我们的眼睛里。

反射定律

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反射定律指出“入射角(即光线照射边界面的角度)等于反射角(即反射光线离开边界面的角度)”。

波的折射是指当波穿过不同介质时发生的改变速度(即改变速度或方向)。这可以用水来说明。波只有在与新介质相遇时才会发生折射。如果它们沿法线传播,它们会改变速度,但不会改变方向(不会发生折射)

折射定律

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折射定律指出,对于进入密度更大的介质的波,“入射角大于折射角”。这是因为波的速度会变慢,因此会向法线弯曲。

电磁波谱

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所有电磁波都以299,792,458 米/秒(~300,000 公里/秒)的速度传播。电磁波不需要粒子就能传播 - 例如,阳光可以通过真空传播。电磁波谱是横波辐射的典型例子。

无线电波
用于传输广播和电视数据。
微波
从电视、雷达、通信到烹饪都有。范围从 1 兆赫兹到 300 兆赫兹。见用途
红外线
传输热量。见用途
传输可见光
紫外线
范围从... 见用途
X射线
用于医院和... 。范围从 30 到 3000 PHz (10^15 赫兹)
伽马射线
一种高能和高频 X 射线形式。

声音/超声波

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声音 波是需要粒子才能传播的纵波。范围从 0 赫兹到 20 千赫兹 超声波 是频率高于 20 千赫兹的波,超出了人类的听觉范围。用于捕鱼、医院和清洁。

^ 波长 = 速度 / 频率 = 3.75 米

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