問題詳情

25-26 題為題組聲波和光波一樣，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θ，與波長 λ 和狹縫寬度 a 的關係為a sinθ = n λ     （ 0 ≤θ ≤90 ° , n＝1,2,3,…） （1）式
比起光波，聲波的波長 λ 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  2θ1 的角度內，此處  sinθ1 / λ / a ，而張角是指以開口為頂點所張的角度。當 λ/ 1 a ＞ 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°。


【題組】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 6 cm 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°
(E) 180°

參考答案

答案：E
難度：計算中-1
書單：沒有書單，新增