4.4声音应用.ppt

第四章声现象第四节声现象在科技中的应用 蝙蝠在夜间飞行 还能捕捉飞蛾和蚊子 而且无论怎样 从没见过它跟什么东西相撞 即使一根极细的电线 它也能灵巧地避开 蝙蝠为什么能在夜间正常飞行呢 蝙蝠一边飞行 一边从嘴里发出一种声音 这种声音遇到物体反射回来 传到蝙蝠的耳朵里 蝙蝠能够判断出是飞蛾还是障碍物 采取相应的捕食或规避动作 一 超声波 1 正常人的耳朵的听觉频率范围是20 20000Hz 但每个人能听到的声音频率范围可能不相同 人发声的频率范围是85 1100Hz 2 蝙蝠发出的声波高于20000Hz 这种声波称为超声波 人耳是听不到的 虽然人类听不到超声波 但是某些动物却可以感受到 如蚊子 猫 狗和家畜等 有人用一种叫做犬笛的口哨来呼唤爱犬 犬笛吹出的是超声波 周围的人茫然不知 而小狗已经按照犬笛中发出的口令行动了 有趣的探究 科学家做了一个实验 用蜡把蝙蝠的眼睛封起来 让他继续飞行 结果它不仅飞行正常 而且还能捕捉飞虫 再把蝙蝠的耳朵堵上 让它飞行 结果失去听觉的蝙蝠到处乱撞 甚至撞到地上 原来蝙蝠是用耳朵来 看 外界的一切的 你还有别的探究方法吗 3 超声波的特性与应用 特性 超声波容易被会集成一束定向发射 遇到物体又会反射回来 并且在水中能够传播得很远 于是人们利用它制造出水声仪器 声呐 让它向海下射出一束超声波 依靠回波 可以在船上探测出海洋的深度 鱼群 礁石和敌方的潜艇等 1 超声探测 声呐 应用 方向性好 易定向发射 穿透能力强 具有能量 以声速传播 传播需要介质 真空不能传 2 超声检查 探伤 超声波在人体内不同组织的交界面上也会反射 利用 B超 B型超声仪 在屏幕上生成的声学图象 可以观察到胎儿和脏器 帮助医生做出诊断 工业上使用超声探伤仪 能够探查出金属零件内部的裂纹等隐患 3 超声振荡 去污 清洗 雾化 消毒 利用超声波还可以做很多事 例如用它使清洗液产生剧烈的振荡 以便把细小物品表面的污物除掉 用它清洗眼镜片更显出优越性 医生用超声波击碎人体内的胆结石 使之可以顺畅地排出体外 现在 很多空气加湿器也采用超声波对水进行雾化 加湿空气 此外 超声波还具有杀菌作用 能杀死潜伏在种子身上的某些病菌和虫卵 4 超声测速 超声波测速仪是利用超声波的多普勒效应测定运动物体的速度的 超声波测速仪固定在道路旁 向着驶来的车辆发射一定频率的超声波 超声波遇到车辆后会被车辆反射回来再被测速仪接受到 而接受到的超声波的频率已经改变了 根据频率的变化就能确定车辆行驶的快慢 3 应用 预报破坏性很大的台风 海啸 可测出几千千米以外的核爆炸和导弹发射 二 次声波及应用 1 次声波 频率低于20Hz的声波称为次声波 2 产生 台风 地震 核爆炸和导弹发射等都能产生 1890年 英国轮船 马尔波罗 号在由新西兰驶往英国的途中突然神秘失踪 20多天后 却在火地岛边被发现 船上的一切原封未动 完好如初 就连去世的船员也都各就各位 保持着工作姿态 经过多年的研究 科学家终于揭开了这次神秘事件的原因是船员们死于强风暴产生的次声波 军事上制造次声武器 真正做到 杀人不见血 小资料 三 语音识别 1 自动语音识别技术 AutoSpeechRecognize 简称ASR 所要解决的问题是让计算机能够 听懂 人类的语音 将语音中包含的文字信息 提取 出来 ASR技术在 能听会说 的智能计算机系统中扮演着重要角色 相当于给计算机系统安装上 耳朵 使其具备 能听 的功能 进而实现信息时代利用 语音 这一最自然 最便捷的手段进行人机通信和交互 2 优点 声音具有不会遗失或忘记 不需记忆 使用方便等优点 在保护人们的财产 防止盗窃或者其它经济犯罪方面有更大的用途 利用声音进行身份识别是最自然和最经济的方法之一 很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官 以昆虫为食的蝙蝠 视觉很差 飞行中不断发出超声波的脉冲 依靠昆虫身体的反射波来发现食物 海豚也有完善的 声呐 系统 使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置 研究动物身上的器官构造和功能 用来改进现有的设备和研制新的设备 这是仿生学的研究领域 四 仿生学 人向动物学本领 现代的无线电定位器 雷达 质量有几十 几百 几千千克 蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克 而在一些重要性能上 如确定目标