八年级物理全册 第3章 声的世界 第3节 超声与次声教学课件 （新版）沪科版.ppt

第3节超声与次声 测一测你听觉的频率范围 复习 前面我们学习了声音的三个特征 它们分别与哪些因素有关呢 声音的响度与声源振动的幅度有关 还与距离声源的远近有关 音调的高低与声源振动的频率有关 音色与发声体的材料和结构有关 是不是所有的声音人耳都能听见呢 比较测量到的同学们的听觉范围 人一般只能听到多少赫兹的声音呢 一 次声波和超声波 1 可闻声波 人耳能听到的声波 其频率范围大致在20hz 20000hz之间 2 超声波 频率高于20000hz的声波 不能引起人类听觉器官的感觉 3 次声波 又称亚声波 频率低于20hz的声波 不能引起人类听觉器官的感觉 大多数人能听到的声音的频率范围大约是20 20000次 秒 苍蝇飞行时的每秒振翅次数在听觉范围内 而蝴蝶的每秒振翅次数小于最低限20次 秒 所以能发觉苍蝇的飞行而不能发觉蝴蝶的飞行 苍蝇飞行的每秒振翅147 200次 蝴蝶飞行时每秒振翅5 6次 为什么你凭听觉能发觉飞行中的苍蝇 却不能凭听觉发觉飞行中的蝴蝶 一些动物的听觉大大优于人类的听觉 如猫 狗和狐狸却能听到音频每秒钟高于60000次的声音 至于老鼠 蝙蝠 鲸鱼和海豚 可以发射和接收音频每秒钟超过100000次的超声波 你知道蝙蝠是怎样判断目标的位置的吗 蝙蝠是通过发出超声波 然后接收回声来导航的 除了超声波 动物们还能听到音频每秒钟只有10次或不到10次的次声波 次声波不仅我们的耳朵听不出来 就是地震仪器也极少可能把它测定出来 因此 它们能遥感得出数百公里之外雷电和洋底海啸时发出的次声波 在我国北方干燥的冬季 如果把超声波通入水罐中 剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴 再用小风扇把雾滴吹入室内 就可以增加室内空气的湿度 这就是超声波加湿器的原理 二 超声波的特点及应用 1 应用于生活 超声波加湿器 1 特点 由于它的频率高 因此具有以下特点 a 方向性好 几乎沿直线传播 b 穿透能力强 c 在媒质中传播时能产生巨大的作用力 可以用来为硬质材料做切割 凿孔等 应用 金属零件 玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事 如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波 清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢 能够很快清洗干净 用超声波消毒灭菌也是有效的 例如用超声波来给牛奶消毒 效果良好 而且能避免煮沸法对营养成分的破坏 超声波消毒炉 对于咽喉炎 气管炎等疾病 药力很难达到患病的部位 利用加湿器的原理 把药液雾化 让病人吸入 能够增进疗效 2 应用于医学 超声波雾化器 利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎 超声波体外碎石机 人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的 健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样 平常说的 b超 b型超声仪 就是根据内脏反射的超声波进行造影 帮助医生分析体内的病变 彩色b型超声诊断仪 胃肠检查 b超检查胎儿健康情况 利用超声波作用于人体时 机体细胞受到振荡和刺激 可起按摩作用 治疗神经痛等疾患 超声波按摩棒 超声波按摩泡脚盘 3 应用于工业用超声波检测建筑有无损害 用超声波来测量物体厚度 超声波探伤 由于超声波的穿透能力很强 可以制成超声波探伤仪 用来探查金属内部的缺陷 超声波探伤仪 超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多 水声测位仪既能发出短促的超声波脉冲 又能接收被潜艇 鱼群或海底反射回来的超声波 根据反射波滞后的时间和波速 就可以确定潜艇 鱼群的位置或海水深度 水声测位仪 4 应用于航海 渔业方面 2000年8月12日 俄罗斯的 库尔斯克 号核潜艇在巴伦支海遇难沉没 探测专家用超声波可探测到潜艇的确切位置后 在潜艇正上方海面向下发出超声波 从超声波发出直至接收到潜艇的回波经历的时间为t 0 146s 则潜艇沉没的实际深度h约为多大 取整数值 超声波在海水中的传播速度v 1450m s 三 次声波的特点及危害 1 特点 频率低 次声波具有极强的穿透力 3 危害 不仅可以穿透大气 海水 土壤 而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物 甚至连坦克 军舰 潜艇和飞机都不在话下 次声穿透人体时 不仅能使人产生头晕 烦燥 耳鸣 恶心 心悸 视物模糊 吞咽困难 胃痛 肝功能失调 四肢麻木 而且还可能破坏大脑神经系统 造成大脑组织的重大损伤 还可能导致死亡 2 次声波的产生 太阳磁暴 海峡咆哮 雷鸣电闪 气压突变 在工厂 机械的撞击 摩擦 军事上的原子弹 氢弹爆炸试验等等 都可以产生次声波 核爆炸 导弹发射 次声 火山 地震 风暴与海啸 次声 这艘货船在驶近该海峡时 恰遇上海上起了风暴 风暴与海浪摩擦 产生了次声波 次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动 狂跳 以致血管破裂 最后促使死亡 在20世纪30年代 美国一位物理学家做过实验 他把一台次声发生器带进剧场 开演后悄悄地打开 然后坐在自己的包厢内观察动静 只见坐在次声器四周的观众产生一种惶恐不安和迷惑不解的神情 并很快蔓延到整个剧场 2 昆虫飞行时翅膀要振动 甲昆虫飞行时翅膀每秒振动200次 乙昆虫飞行时翅膀每秒振动40次 一位听力正常的人能听到飞行时发出声音的昆虫是 甲昆虫 乙昆虫 都能听到 都听不到 1 人无法听到飞翔的蝙蝠发出声音的原因是 a蝙蝠没有发出声音b蝙蝠发出声音的频率太高c蝙蝠发出声音的频率太低d蝙蝠发出声音的响度太小 练一练 b c 3 超声波雷达也叫声呐 可以用来探测海洋深度 探测时是如何工作的 解答 需要先知道超声波在水中的传播速度 用v表示 需要测出从海面上发声到海底及返回的时间t 便可知道海面到海底的深度 如 超声波在海水中的传播速度为1500m s 从海面发出超声到接受到回声的时间为4s 海深则为s 1 2vt 1 2 1500m s 4s 3000m 练一练 4 同样在你身边飞过的苍蝇和蝴蝶 为什么凭听觉你只能发现苍蝇而不能发现蝴蝶 因为蝴蝶发出声音的频率低 低于了人的听觉下限20hz 所以人听不到 而苍蝇的发出声音的频率在人的听觉范围内 故能听到 练