光波與聲波在水裡的差異

Question

光波與聲波在水裡的差異??
傳播速度,傳播能量........哪些因素有不同

Answer 1

(1)傳播速度

光波傳播速度：真空>氣體>液體>固體
聲波傳播速度：固體>液體>氣體 (真空中無法傳播)

光波在水中傳播速度比在空氣中慢，(空氣折射率1.0003，
水的折射率1.33)，空氣中的光速約為 3*10^8 (m/s)，水中
的光速約為 2.26*10^8。但是速度仍然很快，所以感覺影
響不大。

聲波在常溫下在水中的速度約為1500(m/s)，而在空氣中
約為343(m/s)，明顯快了很多。但是傳播的距離較近。

(2)傳播能量

光波是電磁波的一種，雖然光波也具有粒子性，但在無
介質的環境下也能傳播；而且光波傳播的能量較高，因
此在水中傳播能，傳播能量較不受影響。

聲波為機械波(力學波)，需要靠介質來傳遞能量，因此所
傳播的能量受介質影響較大；在水中，水分子間的摩擦力
、凡得瓦力、氫鍵等，都會使聲波傳播的能量損耗，因此
傳播的距離受影響較大。所以在水中常以頻率較高的超音
波來測量距離，因為對超音波的影響比對於可聞聲波的影
響小。

Answer 2

聲音的傳播

一、聲音必須靠介質傳播
1. 波以耳的電鈴實驗：
(1) 鈴聲可以經由空氣及玻璃傳至人耳，當玻璃罩的空氣抽出成真空時，鈴聲無法藉由空氣傳播，因此就聽不到鈴聲。
(2) 證明了聲音必須要靠空氣傳遞。

2. 介質：能傳遞聲音的物質，稱為「介質」。
(1) 通常我們聽到的聲音，幾乎都是靠空氣為介質來傳遞。
(2) 在太空中、月球上或真空中，因為沒有空氣當傳遞聲音的介質，因此物體雖然有振動亦聽不到聲音。

二、傳遞聲音的介質和聲音傳播的速率
1. 除了空氣以外，聲音也可以經由固體或液體傳播。如：木材、鐵、水…等


2. 聲音傳播速率：
(1) 在不同的傳播介質中，聲音的傳播速率也不相同，在固體中最快、液體中次之、氣體中最慢，真空中則沒有聲音。
(2) 聲音的傳播速率僅和介質有關；在同一種介質中，任何聲音的傳遞速率都一樣
(3) 雖然同樣在地球上的空氣中，但是因為有些因素的不同，也會造成聲音的傳播變快或變慢。例如：順風時的音速就比逆風時快。濕氣大就比濕氣小時還快。白天比晚上快。(溫 度的關係)
(4) 聲音的傳播速率和當時的溫度有關係。 在0℃時，聲音速度的算法V=331+0.6t 公尺/秒 (t是當時的溫度℃)



光的傳播速率與折射

光由一界質進入另一物質時會發生【折射】現象。這是因為光在不同的界質中，傳播速率不同。光在空氣中的速度是每秒三十萬公里、在水中是每秒二十二萬五千公里、在玻璃中是每秒二十萬公里。速度快到每秒可繞地球七圈半喔！
當光由空氣（疏介質）進入水中（密介質）時，因傳播速率便慢，則光的進行方向會【偏向法線】。相反的，當光由水（密介質進入空氣（疏介質）時，因傳播速率便快，則光的進行方向會【偏離法線】。

折射的現象
因光在空氣與水中速率不同，造成光的折射，導致筷子看起來好像斷了。

Answer 3

andy-yat 的回答真好, 很同意