2025年10月27日於本校綜合三館辦理《探索聲光世界：能量的表現與波動的性質》課程，由清華大學物理系洪雪行兼任助理教授主講的《探索聲光世界：能量的表現與波動的性質》，旨在以深入淺出的方式，引導師生從日常經驗出發，全面認識聲音與光的物理本質與波動特性。
課程首先從「樂音與噪音」的比較切入，說明聲音的基本要素包括頻率、振幅及波形的規律性。樂音因頻率穩定、波形規律而具有明確音高，而噪音則由多種不規則頻率組合而成，缺乏明顯的音調。進一步延伸至不同樂器的發聲機制，說明樂器之所以能呈現不同音色，是因其結構、材料及共振條件不同，使其在發聲時產生獨特的頻譜與泛音比例。
接著，課程介紹波動的基本分類，包括橫波與縱波。以繩線、彈簧及水面波為例，說明橫波的振動方向與波的傳遞方向垂直，而縱波（如空氣中的聲波）則是振動方向與傳播方向平行。透過水面波的示例，洪教授也說明了表面波同時具備橫波與縱波的成分，使水面上的粒子呈現近似圓形的運動軌跡。此外，課程亦點出海岸因水深變化不同會使波速改變，造成「波線彎曲」的折射現象，讓學生能將抽象的波動概念與生活經驗連結。在波動的進階內容中，教授示範了多種駐波實驗，包括繩線駐波、抖動棒駐波、波形觀察器與環形駐波，說明固定端或周期性邊界條件如何形成穩定的波腹與波節。透過這些實驗，學生可以清楚觀察能量在空間中的分布方式，理解波動在受限環境中的特殊行為。
聲音部分的第二階段則聚焦於「聲波的強度與共振」。教授展示了音叉、共鳴管、玻璃杯調音、龍洗盆以及金屬管等多項器材，強調共振在增強聲音能量上的重要性。例如，共鳴管可利用空氣柱的特定長度使特定頻率的聲音被加強；而玻璃杯調音則示範液面高度改變會使共振頻率發生變化，顯示聲音如何受到介質條件影響。光學部分則以折射與色散為起點，引出牛頓利用稜鏡將白光分解成七色，並再以第二個稜鏡重新合成白光的經典實驗，展示光的色散與可逆性。
進一步介紹光的偏振、馬呂斯定律、莫瑞條紋與雙狹縫干涉，強調光的震盪方向、相干性及干涉特質。雙狹縫實驗作為波動論的核心證據，更展示了光即使作為粒子流，也會呈現波的干涉條紋，是近代物理理解光的本質的重要基石。教授亦提及氫原子光譜，說明光的產生與量子能階躍遷相關，為學生建立光電現象與量子物理的基本觀念。
課程的最後部分回到生活中的能量轉換，示範手搖發電機、熱引擎與四行程模型如何將動能、熱能轉換為電能，並討論電能如何轉換為光能，包括白熾燈的熱輻射發光、螢光燈的紫外光激發螢光粉，以及 LED 利用電子能階躍遷直接產生光子的現象。這些示範強調能量以多種形式存在，並可藉由物理機制相互轉換。此課程以聲、光、波動與能量轉換為主軸，結合理論講解與實驗示範，讓學習者能從具體觀察進入抽象理解，全面掌握自然界中聲光現象背後的物理規律。
課程中，講師以生動的實驗示範與視覺化教學協助學員觀察波的振幅、頻率與波長等核心概念，並結合生活案例說明光的折射、反射與干涉現象，使抽象的物理理論具象化、易於理解。透過實體操作與視訊補充說明，教師們能夠以不同角度理解能量與波動的本質。
參與教師普遍表示，本課程讓他們對聲光的物理原理有更清晰的掌握，不僅強化自然科學基礎，也提升未來面對學生時進行科普講解與課室活動設計的能力。整體課程兼具理論深度與實作體驗，有助於教師拓展跨領域的教學視野。