波

聲波波速 (Speed of Sound) 與溫度間的關係
臺南市私立光華女子高級中學物理科楊盛智老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

當聲波通過介質空氣時，每一小部分皆隨之作週期性來回振動，其振動方向平行於聲波的傳播方向，故屬於縱波。為簡化問題，我們假設身為介質的空氣具有均勻的壓力及密度，當介質受力而振盪時，其示意圖如下：

共振（Resonance）
天主教曉明女子高級中學物理科李忠義老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

就物理學而言，共振是指系統（通常為一線性系統）常容易隨著一些特別的頻率而產生振動，這種現象稱為共振，這些特別的頻率稱為此系統的共振頻率（resonant frequencies or resonance frequencies）。當系統處在這些共振頻率的振動時，即使微小的振動最後也可能形成大幅度的擺動。

聲音的傳播（Sound）
天主教曉明女子高級中學物理科李忠義老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

聲音是一種行進波（travelling waves），可以在固體、液體或氣體中傳遞，而且傳遞聲音的介質（medium）會產生壓力的週期變化，因此聲音有所謂的頻率（frequency）。一個聲源產生的聲音是否可以聽見，除了與音量大小有關外，同時與頻率也有關。

衝擊波（Shock Waves）與馬赫數（Mach Number）
天主教曉明女子高級中學物理科李忠義老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

衝擊波又稱為衝擊面（shock front），跟一般的波動一樣，是一種具有傳播特性的擾動，可以在固體、液體或氣體中傳播並傳遞能量。

當物體移動的速度超過聲音的速度時，物體產生的聲波波前將會重疊在一起，如下圖所示，而重疊的部分便是衝擊波。就立體空間而言，衝擊波會形成一個圓錐角，我們稱為馬赫錐（Mach cone）。馬赫錐的中心軸線為是波源（如飛機）運動的軌跡線，而此線與錐面所夾的角（如圖中 α 角）稱為馬赫角。

聲音的共振–共鳴（Acoustic Resonance）
國立彰化高級中學物理科劉翠鵑老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

共鳴是指發聲體受到其固有頻率（或稱共振頻率）的外力驅動時，會比被其他頻率外力驅動時吸收更多能量。共鳴就是振動頻率在人聽覺範圍內（頻率是介於20Hz～20000Hz之間）的共振現象。一般而言，聲音的共振體會有一個以上的共振頻率，尤其頻率是最低頻整數倍（通常把這樣頻率的聲音稱為諧音）共振強度最強。亦即當一個含各種頻率的波動（例如：脈衝波、噪音等）傳至共振體，共振體會過濾掉除了共振頻以外的頻率。大多數的樂器在製造時，皆須考慮到共鳴的效應。透過共鳴箱的設計，可以使振動的空氣量增加，例如：小提琴或吉他的音箱。

音爆（聲爆，Sonic Boom）
國立台灣師範大學附屬高級中學物理科陳忠城老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

假設汽車是正在距離你一哩遠的地方停定的情況下向著你響號一分鐘之久，也就是說，號角的音波會向著你以 $$600~mph$$ 行進（為了計算方便，音速設為 $$600~mile/hr$$），而六秒鐘之後你就會聽到聲音到達你的耳朵並持續的響了一分鐘之久。