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112分科測驗物理 第11題 詳解

干涉型消音器路徑差 · 單選 · 題目出處:112 學年度分科測驗 物理考科(大學入學考試中心)

題目
機車在排放廢氣時,常伴隨很大的噪音。利用干涉型消音器可以減低此類噪音,其設計概念如圖 4 所示。當聲波抵達甲點時使其分為兩股不同路徑,分別行經上方虛線與下方點線,最後在排氣管的乙點會合。假設某機車排氣管內的主要噪音波長為 1.0 公尺,則下列選項中,兩路徑的長度相差為多少公尺時可以最有效減低噪音?
(A) 2.0
(B) 1.0
(C) 0.75
(D) 0.50
(E) 0.25
圖4:主排氣管道為一條水平直線通道,左側進氣箭頭、右側出氣箭頭皆指向右。管道中段向上凸出一個以實線畫出的T字形分支外框(代表管壁邊界):分支上方是一個較大的矩形迴圈外框,迴圈內另有一條較短的水平實線(不與左右外框相連)。迴圈外框內部另畫有一條以虛線構成的氣流方向指示線,從甲點正上方出發,先向上、向左、再向上、沿迴圈上緣向右、轉向下、向左,最後向下接回乙點正上方,沿途畫有箭頭標示繞行方向;管道中段下方則凹陷出一個以實線畫出的較窄凹槽外框,凹槽內部另畫有一條以點線構成的氣流方向指示線,從甲點下方向下、轉向右、再向上接回乙點下方,沿途也畫有箭頭標示流向。主管道上標示左側的「甲」點(實心圓點,氣流由此分為兩路徑,分別沿上方虛線指示線與下方點線指示線前進)與右側的「乙」點(兩路徑在此以叉形符號會合),甲、乙之間主管道本身仍保持水平貫通,圖下方置中標示「圖4」
圖 4

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逐步解析

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答案
(D)

關鍵觀念:#波的干涉 #破壞性干涉條件 #路徑差與波長

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