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25-26 題為題組
inn.
聲波和光波一樣,在通過狹隘的開口往前傳播時都會出現繞射現象,而適用相同的繞射公
式。圖 13 的矩形喇叭筒擴音器,是瑞立發明的,目的是在起大霧時,使喊
話或警報能傳播到海岸邊一個大角度扇形水平區域內的船隻,避免將聲波
能量浪費於向上或向下的傳播,w與h分別代表矩形開口的寬度與高度。
當波發生繞射時,波強度出現極小值的角度0,與波長2和狹縫寬度a的關
係為
1.02
h
W
a sin0 = n2
(0≤≤90°,n=1,2,3,...)
(1)式
圖 13
比起光波,聲波的波長入與狹縫寬度a的比值通常較接近於1,因此上式不易出現n>1的情
況,以致聲波由開口向外傳播時主要會分布在張角為20的角度,此處sin0 = 2/a,而張
角是指以開口為頂點所張的角度。當 Â/a > 1時,(1)式無解,表示開口就近似於一個點,
其向外傳播之聲波在開口前方的分布範圍(即張角) 可達到 180
25.已知人大力喊話時,主要不是透過基頻而是透過頻率約 3 kHz 的泛音與噪音傳送資訊。
而近似為矩形擴音器時,人的嘴巴相當於寬度約6cm 的開口。若聲速為 340 m/s,則人
張口大力喊話時,在其前方可涵蓋的水平扇形區域,其張角最接近下列何者?(單選)
(A) 20°
(B) 30°
(C) 50°
(D) 90°
347-21 2=
入
(E) 180°
26.(1) 依據瑞立矩形開口擴音器的目的與聲波傳播的特性,建構一個關於瑞立矩形開口 exh
擴音器如何工作的理論模型,亦即說明該擴音器的寬度w與高度h,各與聲波波
長玩具有什麼關係(需列出關係式) 並預測要使聲波在水平方向的分散角度大
於垂直方向的分散角度,w與h的大小關係應為何。(3分)
(2)承(1),若要驗證該擴音器可達到聲音在水平與垂直方向的分散效果,在固定
擴音器寬度w與高度h的情況下,需要測量何種數據?答題時若用到數學式或圖
形,須說明所用各符號的定義。(3分)
,
q
34
张
309
== FIZ!
