被困住的水波?
高中物理教材中以水波作波動之折射現象的演示,使我們不禁好奇,水波是否與光波一樣有全反射的現象呢?因此決定對此做一番研究,並希望能做出水波的全反射現象。為確保研究結果的準確性,我們從理論著手,先了解水波表面波波速公式的推導過程,得知其中的假設條件,並依據這些條件及多次的預備實驗改進高中水波實驗的器材,以確保實驗結果在公式可解釋的範圍內。接著進行驗證水波公式的實驗,確認實驗設計正確與否。在全反射實驗之前,先進行折射實驗,再次確認實驗條件控制無誤。最後確實做出了全反射的現象,但波紋並非如預期中在介面完全反射,而是有部分非折射波穿透至深水區。再次查詢更深入的資料後,得知光的全反射其實並非在介面完全反射,而是穿透一定距離後才逐漸反射。由此推及水波的全反射,我們看到的穿透波應為全反射的正常現象。因水波波長遠大於光的波長,而可以觀察到此現象。整個過程中,我們也有兩點意外的發現。第一是在公式探討中發現普遍參考資料上公式的錯誤使用;第二則是使用光感應器可測量水波實驗中難掌握的頻率及波速數據。我們從這個過程中學到很多,也深感本身知識的不足,希望能繼續學習,並對水波做更深入的研究。