第三节超声及次声

1、 第三章第三章 声的世界声的世界第三节第三节 超声与次声超声与次声超声：超声：频率超过频率超过20000Hz20000Hz的声音的声音次声：次声：频率低于频率低于20Hz20Hz的声音的声音可听声：可听声： 人耳听到声音的频率范围：人耳听到声音的频率范围： 20 20 20000Hz. 20000Hz. 超声波的特点及应用超声波的特点及应用B B超超 (B(B型超声仪型超声仪) )人体各个内脏的表面人体各个内脏的表面对超声波的反射能力对超声波的反射能力是不同的，健康内脏是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能和病变内脏的反射能力也不一样。平常说力也不一样。平常说的的“B B超超”(B(B型超声仪型

2、超声仪) )就是根据内脏反射的就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变。助医生分析体内的病变。超声波的特点及应用超声波的特点及应用超声波的特点及应用超声波的特点及应用金属探伤仪金属探伤仪超声清洗超声清洗超声波的特点及应用超声波的特点及应用如果在放有这些物品的如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很物品上的污垢，能够很快清洗干净。快清洗干净。超声加湿器超声加湿器如果把超声波通入水如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小

3、风多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气就可以增加室内空气的湿度。这就是超声的湿度。这就是超声波加湿器的原理。波加湿器的原理。 超声波的特点及应用超声波的特点及应用特点特点: :定向性好定向性好超声导航、声呐定位超声导航、声呐定位穿透力强穿透力强B B超诊断、金属探伤超诊断、金属探伤破碎力强、能量大破碎力强、能量大 杀菌消毒、混合液体、杀菌消毒、混合液体、 超声加湿器超声加湿器次声波的特点、危害及应用次声波的特点、危害及应用产生：产生： 自然现象中：地震、火山爆发、风暴、雷暴、磁自然现象中：地震、火山爆发、风暴、雷暴、磁暴、陨石落地、大气湍流等都会产生次声波。

4、暴、陨石落地、大气湍流等都会产生次声波。 人类的活动：核爆炸、人工爆破、等也会产生相当人类的活动：核爆炸、人工爆破、等也会产生相当强的次声波。强的次声波。次声的危害：次声的危害： 能量很高的次声对人有着极大的危害，使人的平衡能量很高的次声对人有着极大的危害，使人的平衡功能受到破坏，从而产生晕眩、恶心、旋转等。功能受到破坏，从而产生晕眩、恶心、旋转等。 强次声能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物倒塌。强次声能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物倒塌。次声波应用：次声波应用：预报预测台风、地震、研究大气结构等预报预测台风、地震、研究大气结构等在军事上监测大气中的核爆。在军事上监测大气中的核爆。 声音是以

5、声波的方式传播的，夜深人静，狗和猫在仔声音是以声波的方式传播的，夜深人静，狗和猫在仔细地听各种声音，而人却什么也听不到，这是为什么？细地听各种声音，而人却什么也听不到，这是为什么？ 1,1,一切正在发声的物体都在一切正在发声的物体都在_，通常称为，通常称为_，由声源发出的声音是通过，由声源发出的声音是通过_传播到人传播到人耳的。耳的。_中声音是不能传播的。中声音是不能传播的。 2,2,吹笛子发出的声音是吹笛子发出的声音是_振动引起的（填：振动引起的（填：“人嘴人嘴”“”“笛子杆笛子杆”“”“笛中的空气笛中的空气”）。）。分析分析: :人吹笛子时，吹出的气流进入笛腔使腔中的空气振动，人吹笛子时，

6、吹出的气流进入笛腔使腔中的空气振动，再通过手指开堵笛孔来改变笛腔长度，从而发出各种声音。再通过手指开堵笛孔来改变笛腔长度，从而发出各种声音。 复习复习: :声源声源振动振动介质介质真空真空3.“3.“闻其声而不见其人闻其声而不见其人”时，你往往根据说话声时，你往往根据说话声就可以判断出谁在讲话，这是因为不同人声音具有就可以判断出谁在讲话，这是因为不同人声音具有不同的不同的( )( )A.A.振幅振幅 B.B.频率频率 C.C.响度响度 D.D.音色音色4,4,声音在传播过程中声音在传播过程中, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A,A,音色会改变音色会改变 B,B,音调会改变音调会

7、改变C,C,响度会改变响度会改变 D,D,都不会改变都不会改变DC5. 5. 男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则下列对两人男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则下列对两人声音描述正确的是声音描述正确的是.（ ）A. A. 男声音调低，响度小；女声音调高，响度大男声音调低，响度小；女声音调高，响度大B. B. 男声音调高，响度大；女声音调低，响度小男声音调高，响度大；女声音调低，响度小C. C. 男声音调高，响度小；女声音调低，响度大男声音调高，响度小；女声音调低，响度大D. D. 男声音调低，响度大；女声音调高，响度小男声音调低，响度大；女声音调高，响度小D6,6,在在“探究发声体振动快慢与音调、响度

8、、声速关系探究发声体振动快慢与音调、响度、声速关系”的 实 验 中 ， 小 王 的 结 论 如 下 ， 其 中 正 确 的的 实 验 中 ， 小 王 的 结 论 如 下 ， 其 中 正 确 的是是（ ）A. A. 发声体振动越快，音调越高，传播速度越快发声体振动越快，音调越高，传播速度越快B. B. 发声体振动越慢，音调越低，声音传播得越远发声体振动越慢，音调越低，声音传播得越远C. C. 发声体振动越快，音调越高，响度和声速不受影发声体振动越快，音调越高，响度和声速不受影响响D. D. 发声体振动越快，音调越高，响度越大发声体振动越快，音调越高，响度越大C7,7,在在“动手动脑学物理动手动脑

9、学物理”中，提出用大小相同中，提出用大小相同的瓶子装上不同量的液体，用嘴贴着瓶口吹气时能的瓶子装上不同量的液体，用嘴贴着瓶口吹气时能产生有规则的声音。其中发声音调最低的可能产生有规则的声音。其中发声音调最低的可能是是 （ ）A. A. 盛水最少的盛水最少的 B. B. 盛水到中间盛水到中间C. C. 盛水到盛水到3/43/4处处 D. D. 盛水最多的盛水最多的分析分析: :音调高低与振动快慢有关音调高低与振动快慢有关. .向瓶里吹气时向瓶里吹气时, ,瓶里的空瓶里的空气振动气振动, ,发出声音发出声音. .里面空气多里面空气多, ,空气柱长空气柱长, ,它振动起来比较它振动起来比较慢慢, ,

10、频率比较低频率比较低, ,则音调较低则音调较低. .A在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入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。空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。 金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事如果在金属零件、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

11、很快清洗干净。击物品上的污垢，能够很快清洗干净。人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，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。平常说的健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样。平常说的“B B超超”(B(B型超声仪型超声仪) )就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮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。助医生分析体内的病变。对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患对于咽喉炎、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。人吸入，能够增进疗

12、效。利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎用超声波来测量物体厚度用超声波来测量物体厚度. .3 3 建筑学建筑学: :用超声波检测建筑有无损害用超声波检测建筑有无损害. . 为什么次声波能致人于死呢？原来，人体内脏固有的振动为什么次声波能致人于死呢？原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（频率和次声频率相近似（0.010.012020赫），倘若外来的次声频赫），倘若外来的次声频率与身体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的率与身体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振共振”，从而使人产生上面提到的头晕、烦躁、耳鸣、恶，从

13、而使人产生上面提到的头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状。特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动心等等一系列症状。特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共振，使频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共振，使人体内脏受损而丧命。前面开头提到的发生在马六甲海峡那人体内脏受损而丧命。前面开头提到的发生在马六甲海峡那桩惨案，就是因为这艘货船在驶近该海峡时，恰遇海上起了桩惨案，就是因为这艘货船在驶近该海峡时，恰遇海上起了风暴。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，

14、最后促使死亡。及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。次声波虽然无形，但它却时刻在产生并威胁着人类的安全。次声波虽然无形，但它却时刻在产生并威胁着人类的安全。在自然界，例如太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变；在自然界，例如太阳磁暴、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。验等等，都可以产生次声波。次声波的应用次声波的应用 从从2020世纪世纪5050年代起，核武器的发展对次声学的建立起了很年代起，核武器的发展对次声学的建立起了很大的推动作用，使得对次声接收、

15、抗干扰方法、定位技术、大的推动作用，使得对次声接收、抗干扰方法、定位技术、信号处理和传播等方面的研究都有了很大的发展，次声的应信号处理和传播等方面的研究都有了很大的发展，次声的应用也逐渐受到人们的注意其实，次声的应用前景十分广阔，用也逐渐受到人们的注意其实，次声的应用前景十分广阔，大致有以下几个方面：大致有以下几个方面： 1 1研究自然次声的特性和产生机制，预测自然灾害性研究自然次声的特性和产生机制，预测自然灾害性事件例如台风和海浪摩擦产生的次声波，由于它的传播速事件例如台风和海浪摩擦产生的次声波，由于它的传播速度远快于台风移动速度，因此，人们利用一种叫度远快于台风移动速度，因此，人们利用一种叫“水母耳水母耳”的仪器，监测风暴发出的次声波，即可在风暴到来之前发出的仪器，监测风暴发出的次声波，即可在风暴到来之前发出警报利用类似方法，也可预报火山爆发、雷暴等自然灾警报利用类似方法，也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害害 2 2通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性，可探测某些大规模气象过程的性质和规律如沙尘暴、性，可探测某些大规模气象过程的性质和规律如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等龙卷风及大气中电磁波的扰动等 3 3通过测定人和其他生物的某些器