頭波
頭波 (Bow wave)
國立臺灣大學物理學系 曾奕晴
頭波是甚麼?
當我們看到一隻鴨子遊過池塘時,會造成周遭水面的波痕,有些波會產生在鴨子的前方產生並擴散出去。這時候想像如果鴨子游的夠快(超越水波在水面傳播的速度),從上方往下看,鴨子的身後會產生 V 型的波痕,這 V 型波痕的邊緣就是頭波的波峰。
波的基本性質、週期波、繩波的反射與透射、波的疊加原理、駐波、水波的反射與折射、惠更斯原理、水波的干涉與繞射
共振腔(Resonator)
台中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
所謂共振腔是指特定波長的波在長度固定的腔體內共振。因為腔體的兩端是共振的節點,所以波共振時,腔體長度必須為半波長的整數倍。當波動為電磁波時,稱為光學共振腔。
共振腔是雷射的三個組成之一,可以依照反射面的存在與否分為開腔與閉腔兩種。最常見的光學共振腔是法布里-博羅光共振腔(Fabry–Perot resonator),當雷射在法布里-博羅共振腔共振時,一個往返行程後的相位改變必須是360度的整數倍,即m(2π),此為雷射震盪之相位條件,其 中,m為正整數。又由於自由空間之波向量k=2π/λ,若n為介質的折射率,腔長為L,則mλ/2n=L,可以用來估計雷射共振腔模,這時的模態稱為縱向 軸模態(longitudinal axial modes)。另外一方面,如果反射場所有的模態都可以垂直於共振腔軸之場(電場與磁場)所組成,這些模態稱為橫向模(transverse modes)或橫向電與磁模(transverse electric and magnetic modes, TEM)。
海嘯 (Tsunami)
台中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
海嘯日本話為津波,意思為傳到港口會放大的一種波。英文為 Tsunami,也是由日本話翻譯而來,原因大概是日本為少數幾個對海嘯有研究的民族。
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。