第三节超声与次声

1 第三章第三章 声音的世界 第声音的世界 第 1 节 节 第一节 科学探究 声音的产生与传播 知识点精要 一 声音是怎样产生的 提出问题提出问题 声音是如何产生的 学会提出问题 猜想与假设猜想与假设 通过观察课本 图 3 5 蟋蟀翅膀振动 发出鸣叫声 猜想 发声是否 与振动有关 实验探究实验探究 观察课本 图 3 6 图 3 7 可知 一切发声体都在振动 用手按住自己 的喉头后说话 咳嗽 可以发现 喉头也在振动 科学结论科学结论 1 声音是由物体振动产生的声音是由物体振动产生的 2 一切发声体都在振动 振动停止 则一切发声体都在振动 振动停止 则 发声停止发声停止 注意 不是 声音 停止 3 固体 液体 气体都可以因为振动而发出声音固体 液体 气体都可以因为振动而发出声音 例 1 风声 雨声 读书声 声声入耳 中的 风声 雨声 读书声 分别是 由 的振动而发出声音的 选填 固体 液体 或 气体 现象与实例现象与实例 二胡 提琴等弦乐器是通过摩擦产生振动发出声音的弦乐器是通过摩擦产生振动发出声音的 笛子 箫等管乐管乐 器是因为管内的空气振动而发声的器是因为管内的空气振动而发声的 口琴 风琴 钢琴是以不同方式激发空气的振动而发 声的 二 声音是怎么传播的 通过课本 图 3 9 可知 声音可以在声音可以在 空气中空气中 传播 但不能在传播 但不能在 真空真空 中传播中传播 通过 图 3 10 可知 声音可以在声音可以在 液体液体 中传播中传播 通过 图 3 11 可知 声音可以在声音可以在 固体固体 中传播中传播 结论结论 声音的传播规律 声音的传播是需要声音的传播是需要 介质介质 的 它既可以在气体中传播 也的 它既可以在气体中传播 也 可以在固体和液体中传播 但 不能在真空中传播可以在固体和液体中传播 但 不能在真空中传播 例 2 为什么钓鱼时 周围环境要保持安静 答 因为空气和水是声音传播的介质 可以将周围的声音传播到水中 而 会把鱼儿惊走 所以钓鱼时周围环境要保持安静 三 我们怎样听到声音 1 声波声波 声源体声源体发生振动会引起四周空气振荡 那种振荡方式就是声波 声以波的 形式传播着 我们把它叫做声波 正在发声的物体叫声源体 或叫声源声源 物体振动产生的声音在介质中以波的形式传播物体振动产生的声音在介质中以波的形式传播 2 人耳的构造人耳的构造 外耳 中耳 内耳 外耳 即耳廓和外耳道 中耳由鼓膜 中耳腔 和听骨链组成 内耳 可看成三个独立的结构 半规管 前庭和耳蜗 学生物时细讲 3 感知声音的过程感知声音的过程 声源的振动产生声音 空气等介质的传播 鼓膜的振动 外界 传来的声音引起鼓膜的振动 这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经 听觉神经把 信号传给大脑 这样人就听到了声音 4 骨传导骨传导 声音通过头骨 颌骨也能传到听觉神经 引起听觉 声音的这种传导方 式叫骨传导 5 双耳效应双耳效应 声源到两只耳朵的距离一般不同 声音传到两只耳朵的时刻 强弱及 其他特征也不同 这些差异就是判断声源方向的重要基础 这就是双耳效应 四 声速 2 1 定义 声音在介质中的传播速度 简称声速 也叫音速音速 2 决定声速快慢的因素 1 介质种类 2 介质温度 3 压强 声音在不同介质中的传播速度是不同的 一般情况下 声音在液体中的传播速度大于一般情况下 声音在液体中的传播速度大于 在空气中的传播速度 小于在固体中的传播速度 在空气中的传播速度 小于在固体中的传播速度 即 即 气液固 vvv 通常情况下 声音在空气中的传播速度大约是 340m s 气体中 声速会随温度升高 而增大 五 声的利用 1 声音在两方面的应用 1 声音可以传递能量声音可以传递能量 如雪崩 2 声音可以传递信息声音可以传递信息 如交谈 2 回声 1 定义 声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来 反射回来的声音再次传到人 的耳朵 人再次听到的声音 叫回声 2 回声的利用 可以测距 如回声定位回声定位 3 区分回声与原声的条件 回声到达人耳比原声晚 0 1s 以上 即声源到障碍物的 距离大于 17m 才能将回声与原声区分开 听出回声 4 天坛回音壁有回音效果 其原因是它的建造暗合了声学的传音效果 围墙由磨 砖对缝砌成 光滑平整 弧度过度柔和 有利于声波的规则折射 加之围墙上端覆盖着玻 璃瓦使声波不至于散漫地消失 便造成了回音壁的效果 拓展知识拓展知识 1 放大法放大法 在物理现象或待测物理量十分微小的情况下 把物理现象或待测物理量 按一定规律放大后再进行观察和测量 这种方法称之为放大法 常见的方式有机械放大 电放大 光放大等 在研究 发声的音叉是否振动 时 我们就使用了该方法 2 类比法类比法 类比法是指由一类事物所具有的某种属性 可以推测与其类似的事物也 应具有这种属性的推理方法 其结论必须由实验来检验 类比对象间共有的属性越多 则 类比结论的可靠性越大 发声体振动发出声音 通过介质以波的形式向远处传播 这个过程跟水波的传播相似 用一支铅笔不断轻点水面 水面就会形成一圈一圈的水波 不断向远处传播 我们用 水 波 类比 声波 目的是将抽象的物理概念与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比 帮助理解和拓展思维 3 共振共振 系统受外界激励 作强迫振动时 若外界激励的频率接近于系统的固有频固有频 率率时 强迫振动的振幅可能达到非常大的值 这种现象叫共振 共振是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语 共振共振的定义是两个 固有 振动是两个 固有 振动 频率相同的物体 当一个发生振动时 引起另一个物体振动的现象频率相同的物体 当一个发生振动时 引起另一个物体振动的现象 共振在声学中亦称共振在声学中亦称 共鸣共鸣 它指的是物体因共振而发声的现象 如两个频率相同的 音叉靠近 其中一个振动发声时 另一个也会发声 3 第二节 乐音与噪声 知识点精要 一 声音的分类一 声音的分类 1 从物理学角度分类 如右图 从物理学角度分类 如右图 乐音 人们将有规律的 好听悦耳的声音叫做乐音乐音 噪声 无规律的 难听刺耳的声音叫做噪声噪声 2 从环保环保角度分类 乐音 指人们喜欢听到的声音 噪声 凡是影响人们正常工作 学习 生活 休息以及对人们需要听到的声音起干 扰作用的声音 二 乐音的特性 乐音的三要素 二 乐音的特性 乐音的三要素 1 响度 1 定义 响度响度是指声音的大小声音的大小 也就是指声音的强弱声音的强弱 2 响度与哪些因素有关 声音的响度一般与声源振动的幅度有关 振幅越大 响度越大振幅越大 响度越大 人们听到声音的响度还与声源的距离声源的距离有关 3 响度的单位 声音的强弱常用分贝 声音的强弱常用分贝 dB 来表示 来表示 声音的强弱不同 人们听起来的效果是不同的 规定 0dB 是人耳能听到的最弱的声音 2 音调 1 定义 指声音的高低声音的高低 高音 嘹亮 红润 低音 低沉 2 音调与什么因素有关 音调的高低与发声体振动的快慢有关 物体振振 动越快 音调就越高动越快 音调就越高 3 频率 物理学中 发声体振动的快慢用每秒振动的次数每秒振动的次数来表示 叫频频 率率 频率的单位是赫兹 简称赫 用符号 HZ 表示 1Hz 1 次次 s 如 20Hz 的物理意义的物理意义 就是 物体每秒振动就是 物体每秒振动 20 次次 3 音色 1 定义 音色 又叫音品 反映了声音的品质与特征 2 音色的影响因素 发声体本身 发声体不同 其音色也不同发声体不同 其音色也不同 3 实例应用 闻其声而知其人 有经验的工人师傅 可以通过听声音 而知机器的运转情况是否良好 在商店买瓷碗或工艺品时 敲一下就能听出它的好坏 总结 响度 音调和音色是决定乐音特征的三个因素响度 音调和音色是决定乐音特征的三个因素 三 噪声 三 噪声 1 噪声的来源噪声的来源 交通工具 如汽车 摩托车等 工业机械 如电机 机床等 家用电器 如空调 电冰箱等 2 噪声的危害噪声的危害 对人们的心理和生理都会有伤害 轻则分散注意力 影响情绪 重 则伤害身体 甚至危及生命 人们用分贝来划分声音的等级 0 分贝是人们刚刚能 听到的最弱声 听觉下限 10 分贝相当于微风吹落树叶的沙沙声 30 40 分贝是较理想的安静环境 超过 50 分贝就会影响睡眠和休息 70 分贝以上会 干扰谈话 影响工作效率 长期生活在 90 分贝以上的噪声环境 会严重影响听力和引起 神经衰弱 头疼 血压升高等疾病 如果突然暴露在高达 115 分贝以上的噪声环境中 听 觉器官会发生急剧外伤 引起鼓膜破裂出血 双耳完全失去听力 为了保护听力 应控制 噪声不超过 90 分贝 为了保证工作和学习 应控制噪声不超过 70 分贝 为了保证休息和 睡眠 应控制噪声不超过 50 分贝 3 减小噪声的途径减小噪声的途径 通常人们从 噪声的产生处噪声的产生处 噪声的传播途径中噪声的传播途径中及 噪声的接噪声的接 4 收处收处 这三个环节进行防治 分别如 摩托车上安装消音器 高速公路两旁建隔音墙 道路旁植树 纺织工 人上班时塞上耳塞等 拓展知识 1 影响琴弦音调高低的因素有哪些影响琴弦音调高低的因素有哪些 如课本 图 3 22 橡皮筋吉他 提出问题提出问题 影响琴弦音调高低的因素有哪些 猜想猜想 琴弦音调高低的因素 可能与琴弦的长短 粗细和松紧程度等多个因素有关 探究发现探究发现 分别探究分别探究琴弦音调的高低与琴弦的长短 粗细和松紧程度的关系 即 在 探究琴弦音调的高低与其中一个因素的关系时 要保证其他因素不变 如 在探究琴弦音 调高低与琴弦长短的关系时 要保证琴弦粗细和琴弦的松紧程度不变 探究结论探究结论 影响琴弦音调高低的因素有琴弦的长短长短 粗细粗细和松紧程度松紧程度 1 当琴弦的 粗细 松紧不变时 琴弦越短 音调越高琴弦越短 音调越高 2 当琴弦的长短 松紧不变时 琴弦越细 琴弦越细 音调越高音调越高 3 当琴弦的长短 粗细不变时 琴弦越紧 音调越高琴弦越紧 音调越高 2 控制变量法控制变量法 控制变量法 是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一 自然 界中发生问题的各种物理现象往往是错综复杂的 因此影响物理学研究对象的因素在多数 情况下并不是单一的 而是多种因素相互交错 共同起作用的 物理学中 当研究一个因素 物理量 与多个因素 物理量 之间的关系时 往往先当研究一个因素 物理量 与多个因素 物理量 之间的关系时 往往先 控制其中几个因素 物理量 不变 集中研究一个因素 物理量 变化对研究对象所产生控制其中几个因素 物理量 不变 集中研究一个因素 物理量 变化对研究对象所产生 的影响 这种方法就是的影响 这种方法就是 控制变量法控制变量法 或者说 每一次只改变其中的某一个因素 而控 制其余几个因素不变 从而研究被改变的这个因素对事物影响 分别加以研究 最后再综 合解决 这种方法叫控制变量法 如 在探究 影响琴弦音调高低的因素有哪些 的实验 中 就使用到了此方法 第三节 超声与次声 知识点精要 研究发现 声波的频率范围是很宽的 由 10 4Hz 到 1012Hz 但正常人的耳朵只能 听到 20Hz 到 20kHz 即 2 104Hz 的声音 低于或高于此频率范围的声音人耳都听不到 通常把高于高于 20kHz 的声音称为超声 或超声波 的声音称为超声 或超声波 低于低于 20Hz 的声音称为次声 或次声波 的声音称为次声 或次声波 一 超声 高于 20kHz 的声音称为超声 或超声波 特点特点 1 方向性好 穿透能力强 方向性好 穿透能力强 2 有很强的有很强的 破碎能力破碎能力 3 利用超声波 对种子进行加工 可以提高种子的发芽率 缩短发芽时间 应用应用 1 超声测距超声测距 声纳 受蝙蝠利用超声导航的启示 人们制成了超声雷达 又叫声纳 用它来探测海底深度 海中暗礁等 还可用来探测鱼群 潜艇的位置等 2 医疗诊断医疗诊断 用超声诊断仪 如 B 超 可以用来检查 治疗人体疾病 外科医生可以利用超 声振动除去人体内的结石 3 超声探伤超声探伤 超声金属探伤仪能探测金属内部存在的缺陷 4 化学工业上 能将一般情况下不能混合的液体混合在一起 5 它还能破坏细