高中物理/機械振動與機械波/總述

機械振動

• 機械振動的定義：振動（英語：Vibration），指一個物體相對於靜止參照物或處於平衡狀態的物體的往復運動。

當然，一般來說振動的基礎是一個系統在兩個能量形式間的能量轉換，振動可以是周期性的（如單擺）或隨機性的（如輪胎在碎石路上的運動）。 在高中階段首先應該掌握的是關於機械振動的一些基本物理量，然後再去研究一些運動學及其力學性質（比如：簡諧振動，阻尼振動）。

• 關於機械振動的一些總的特性：

1. 振幅(A)：物體在平衡位置附近的最大位移。國際單位(SI)為：米（m)
2. 頻率(f)：單位時間完成全振動的次數，通常以赫茲（Hz）為單位。(1Hz即1次全振動/秒）
3. 周期(T)：完成一次全振動所需的時間。SI:秒(s) [T·f=1]
4. 相位(φ)：描述振動在周期內的特定位置。表達式 φ=ωt+φ₀SI:弧度(rad) [ex:φ=π] {註：φ₀表示初相位，即當t為0時的相位}

• 高中階段關於機械振動的一些注意事項：

1. 機械振動既可以是分運動，也可以是合運動（ex:單擺是在圓弧在水平映射方向上的振動（整個運動的一部分），彈簧振子模型的振動方向就是他的合運動方向）。
2. 在簡諧振動動中，回復力為零的位置，合力不一定為零；合力為零時，回復力一定為零。（單擺回復力為零時，合力的方向指向圓心提供向心力）

機械波

• 定義：機械波（英語：Mechanical wave，又稱為力學波）是物質的機械振動在空間中的傳播現象，是波的一種。機械波的特點是必須透過介質才能傳播。另外有一些波，比如電磁波、引力波就不需要介質，在真空中也可傳播（嚴格地講，是通過場傳播），這些則不是機械波。

1. 機械波只能在具有彈性和慣性的介質中產生。生活中常見的機械波有繩波、水波和聲波等。
2. 與所有波一樣，機械波也傳遞能量，傳播方向與波的方向相同。波需要初始能量輸入，一旦輸入了，就會在介質中傳播，直到能量全部傳播完畢。

• 機械波的一些特性：

( 總的很多特性與振動一致，但它在空間中傳播，故它就具有了一個新的特性)：

1. 波速(v):顧名思義，即波在空間中傳播的速度，速度一般只與其本身及介質相關tips:[介質並不會改變機械波的頻率，只會改變其波長影響其波速]
2. 波長(λ):波一個周期在空間中運動的長度,存在以下的關係：λf=v

總述到此，詳細內容請閱讀相應章節