4-4 波的現象
4.4.1 什麼是波
波是一種能量傳遞的方式，透過振動在空間中傳播，但不會伴隨著物質的整體移動。
波的傳播可以將能量從一個地方傳遞到另一個地方，而介質的質點只是做短距離的振動。
問題 1：
波是如何傳遞能量的？波的傳播是否伴隨物質的整體移動？
解題策略：
思考波的定義和能量傳遞方式。
4.4.2 波的種類
根據波的性質和傳播方式，波可以分為以下幾種類型：
1. 機械波
需要介質才能傳播的波，例如聲波、水波、地震波。
2. 電磁波
不需要介質即可傳播的波，例如光、無線電波、X 射線。
3. 橫波
質點振動方向與波的傳播方向垂直的波，例如電磁波、水波的表面波。
4. 縱波
質點振動方向與波的傳播方向相同的波，例如聲波、彈簧的縱向振動。
問題 2：
機械波與電磁波的主要區別是什麼？請舉一個例子。
解題策略：
思考波傳播是否需要介質，以及各自的例子。
問題 3：
橫波和縱波的質點振動方向與波的傳播方向有何關係？
解題策略：
回憶橫波和縱波的定義。
4.4.3 週期波
週期波是指質點以週期性方式振動，並產生具有規律性的波形。週期波的特徵參數包括：
1. 波峰（Crest）
波形中質點位移達到最大正值的位置。
2. 波谷（Trough）
波形中質點位移達到最大負值的位置。
3. 振幅（Amplitude, A）
質點偏離平衡位置的最大位移，表示波的能量大小。
4. 波長（Wavelength, λ）
相鄰兩個波峰或波谷之間的距離，表示波的空間週期性。
5. 週期（Period, T）
質點完成一次完整振動所需的時間，表示波的時間週期性。
6. 頻率（Frequency, f）
單位時間內質點完成振動的次數，f = 1/T，單位為赫茲（Hz）。
7. 波速（Wave Speed, v）
波在介質中傳播的速度，v = λ × f。
問題 4：
振幅代表了什麼物理意義？它與波的能量有何關係？
解題策略：
思考振幅與能量之間的關係。
問題 5：
如果一個波的頻率是 10 Hz，波長是 2 m，求波速。
解題策略：
使用波速公式 v = λ × f 計算。
問題 6：
波長和頻率之間有何關係？如果波速不變，當頻率增加時，波長會如何變化？
解題策略：
重新整理波速公式，理解變量之間的反比關係。