前言　2

目錄　4



朝會　10

兩種討厭物理的人　10

隨處可見的波　11

本書的特徵　12

波的表現方式與五大性質　15

前言　16

波是什麼？　16

波的兩種說明圖（y-x 圖．y-t 圖）　20

波的標示符號　22

y-x 圖　22

y-t 圖　23

何謂頻率　23

最重要的波公式　24

兩種波　26

以橫波來表現縱波　30

縱波1．2．3 　32

波的五大性質　35

波的性質?圓形波　36

波的性質?反射　38

?原樣反射的「自由端反射」　40

?反向反射的「固定端反射」　40

波的性質?折射　42

波的性質?干涉　44

波的性質?反射＋干涉＝駐波　46

總結　50

問題練習?縱波與駐波　52

解答．解說　54

第一堂課總結? 其?　57

第一堂課總結? 其?　58

樂器的架構? 弦．氣柱的振動　59

前言　60

聲波的真面目　61

聲音的速度　62

聲音的高低　63

聲音的大小　64

弦的振動與駐波　64

弦所造成的波--波長　66

弦所造成的波--波速　66

f 與 L 成反比　67

f 與 T 成正比　68

f 與 p成反比　68

振動模式與頻率　69

氣柱振動　71

開管　72

開管的振動模式與聲音高低　74

閉管　76

閉管的振動模式與聲音高低　78

開口端修正　80

問題練習?弦與氣柱　80

解答．解說　82

第二堂課總結　88

救護車笛聲的秘密? 都卜勒效應　89

前言　90

水波的擴散狀態　91

聲音的擴散狀態　92

聲源若移動會發生什麼事？　93

發生都卜勒效應的原因　95

以算式表示都卜勒效應　97

聲源靜止時的聲波波長　97

○A聲源靠近的時候　98

○B聲源遠離的時候　100

觀測者移動也會引發都卜勒效應　101

○C觀測者靠近聲源的時候　102

○D觀測者遠離聲源的時候　104

救護車與觀測者都在移動的時候　106

聲源與觀測者互相靠近的時候　106

聲源與觀測者互相遠離的時候　107

都卜勒效應1．2．3　109

都卜勒效應的應用　114

A有牆壁的時候　114

低鳴　117

B聲源斜著靠近的時候　119

C有風吹的時候　121

問題練習? 都卜勒效應 其?　123

解答．解說　124

問題練習? 都卜勒效應 其?　126

解答．解說　127

第三堂課總結　130

閃閃發亮? 光的干涉　131

前言　132

光的基礎知識　132

光也會變慢！？折射率就是縮減率　134

光的反射　136

光的折射　137

折射公式　139

光是粒子？還是波？　140

二維干涉　141

光具有波的性質　145

用登山來理解相長公式　147

位置P1為何會相長？　148

位置P2為何會相長？　150

位置P3為何會相長？　151

登山路徑與相長的條件式　152

相長條件與整數 m 的關係　154

用登山來理解相消公式　155

位置P1 為何會相消？　156

位置P2 為何會相消？　157

登山路徑與相消的條件式　158

相消條件與整數 m 的關係　159

楊氏實驗　160

楊氏實驗與路徑差　161

路徑差的使用方法　164

五種路徑差　167

光柵　168

光柵的路徑差　168

薄膜干涉　170

薄膜的路徑差　171

光路差　174

光的自由端反射與固定端反射　176

掌握自由與固定的印象　179

薄膜的干涉　180

寫出薄膜干涉條件式　183

干涉條件式寫法1．2．3　183

楔形干涉　184

牛頓環　188

應用? 從下方觀測牛頓環，條件會有何種變化　192

問題練習? 光柵　194

解答．解說　194

問題練習? 楊氏實驗　196

解答．解說　198

問題練習? 楔形干涉　200

解答．解說　201

第四堂課總結　206

從零開始 波函數寫法　207

前言　208

正弦．餘弦是什麼？　208

正弦．餘弦與波的關係　209

角度與弧度　213

波的四種型態　214

y-x 圖與波數 k　214

y-x 圖與角頻率 　216

動態波函數的寫法　218

波函數的意義　223

波函數1．2．3　224

波函數的變形　227

導出「2 波函數」　228

如何使用「2 波函數」　229

問題練習? 波函數　230

解答．解說　230

補課總結　234



下課　235

作業．綜合題．附錄　237

作業．綜合題　238

作業．解答篇　243

附錄　全反射　252

附錄　sin＝tan 之謎　253

附錄　反射波的波函數　254

附錄　波動領域的公式　260

附錄　物理1．2．3　262

後記　266

鳴謝　266

作者小檔案　267

索引　268

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序



　　從「Physics」到「物理」！



　　現在正是重新面對物理的好時機。



　　有沒有人到現在還覺得「物理好難」？



　　我目前在教導國高中女生物理。女生有個傾向，只要一聽到物理就說「我應該不行吧」。但其實物理是非常「容易」、「單純」、「親切又有趣」的學問。只要老師的教學方式以及學生的學習態度能夠有所改變，就能輕易拿到高分。我就有許多學生原本很怕物理，但如今，物理卻全成了他們的拿手科目。



　　本書為了幫助「想改善對物理感到頭痛的人」「討厭物理的人」，而以波動做為主要內容。託各位讀者的福，廣受日本全國國高中生以及社會人士的好評。同時讀者也反應，希望我能解說力學之外的部分，因此本書將會說明大考中心物理雙巨頭的另一巨頭「波動」。



　　波動的困難之處，在於波會高低起伏，動來動去。而波動與力學的不同之處，在於更加重視心中想像動態的過程。



　　因此本書收錄許多我實際上課時所使用的趣味插圖，以幫助讀者想像波動。



　　而且只要使用本書所介紹的祕密三步驟解題法，任何人都能輕鬆搞定大考中心的物理試題。



　　在此將本書獻給隨波逐流的學生，以及不敢下水的社會人士。



　　從「Physics」到「物理」…



　　如今，終於能夠重新面對物理了。

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