高中物理第二册声学初步知识

10.9声学初步知识声波：这是一种与我们生活联系非常密切的机械波。（1）声源：各种振动着的发声物体。声源的频率范围：20Hz〜20000Hz（2）声波：声振动在介质中的传播。介质有气体、液体、固体。空气中的声波是纵波。声波也有反射、干涉和衍射现象。声波的共振现象叫共鸣。（3）乐音：有固定频率的声音。它是由周期性振动的声源发出的。音调：音调的高低决定于声源的频率，频率越大音调越高。不知你注意过木琴的结构吗？在大小木板下还吊着大小不等的钢筒。你能分析这是怎么回事吗？响度与声强：响度是人们感觉的声音的强弱，当然人对不同频率的声音感知的能力也不一样。准确地描述声音的强弱还是用声强来描述。声强是单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量。音色：各种乐器发声并不是单一频率的纯音，而是由频率和振幅各不相同的许多纯音组成的。其中频率最低的叫基音，其余的都是基音频率的整数倍，我们称为泛音。各种乐器音色不同，就是由于泛音的多少，泛音的频率和振幅的大小都不同而造成的。（4）噪声：其声源做的是无规则的非周期性振动。比如用铁器刮玻璃发出刺耳声音。当然从环境保护的角度上看，除上述的声波被称为噪声外，还把一切影响人们正常生活和工作的声音都称为噪声。（5）超声波与次声波：在20000Hz以上的声波叫超声波、20Hz以下的声波叫次声波。例1.体体和体都能而发声，各种着的发声体就是声源。分析：知道声源的定义，知道各状态的物体都能发声,各种状态的物体，只要在振动时发声，它就是声源。例2：声源的振动动，使周围的空气产变化，形相间的波，所以声波就是波，它在不同介质中传播速度。分析：知道声波的发生原因、条件及传播介质，声源的振动挤压周围的空气，使空气发生弹性形变，因为空气这种介质是弹性介质，所以就形成疏密相间的纵波，它也是机械波的一种，它在不同介质中的传播速度是不同的。例3：声源振动的能量通过声波传入人耳，使耳膜发生振动，使人产生了声音的感觉。人耳能听到的振动频率范围约Hz到Hz之间。分析：知道人能听到的声音的振动频率范围，鼓膜的振动是由声波引起的，因此不能是固有振动，而是受迫振动。听声的范围一般是20Hz〜20000Hz。4.念例：如果回声到人耳比原来的声音滞后秒钟以上，我们就能把回声与原来的声音区分开，这个时间叫做回声的时间。知道回声的现象及回声滞后时间的概例5：把正在发声的音叉自转一周，站在旁边的人能听到声音忽强忽弱的变化，这是：1）声波的反射；（2）声波的衍射；（3）声波的干涉；（4）声波的共振。分析：能识别声的衍射和声波的干涉，这是声波的干涉现象。声波干涉的情况如图5-71示。图5-716.例：波长分别为1.7m和3.4m的声音，在空气中传播时它们的速度比为，频率比为。分析：能根据v=Af公式计算或比较声波的频率、声速或波长，声音在空气中传播的速度是340m/s,这样可利用v二入这样可利用v二入f分别求出两不同波长的波的频率比：Tv严2；・••入占二入2f21例7:在空气中声速约为340m/s,人要听到自己发出的声音的回声，则障碍物离人的距离不小于m。分析：能根据回声滞后时间，计算到障碍物的距离或声速・・•回声滞后时间为0.1s，这样自己就可听到自己发出的声音的回声。.••人发声到障碍物用时0.05s。因此：S=vt=340X0.05=17（m）例8：在特殊的物理情景中，计算声波的频率、声速或波长，一个人用锤子击一下大铁桥的一端而发出声音，经过空气和铁桥分别传到桥的另一端时相关2s。已知空气和钢铁传声速度分别为340m/s和4900m/s。求桥的长度。分析:空气传声和铁桥传声的距离相同，都等于铁桥的长度。利用运动学公式可列出:S=v空•二v铁（t-2）空铁代入有关数据可求t=2.15s；・：S=730.7m。例9：乐音和噪声的区别在于乐音的声源做的振动，噪声的声源做的是振动。所以乐音的波的图象曲线，而噪声的波的图象是曲线。分析：知道如何区别乐音和噪声，乐音的声源做的是周期性振动，而噪声的声源做的是非周期性的振动。例10：两个做周期性振动的声源，其频率相同，那么它们所发出的声音将：（1）都是乐音；（2）具有相同的音调；（2）具有相同的响度；（4）具有相同的音品。分析：知道决定音调高低的因素，音调的高低决定于声源振动的频率、频率越大，音调越高。另外声源的振动频率相同，说明声源的振动是周期性的振动。因此（1）（2）正确。11.知道声强和响度的物理意义及二者之间的关系

例：声强是表示声音的物理量，我们扌通过垂直于声波传播方向的上的能量叫做声强。请阅读课本161页上响度和声强的描述。例12：各种乐器发出的乐音是由频率和各不相同的许多纯音组成的，其中频率的纯音叫基音，其余是基音频率的倍，叫做泛音。分析：知道决定音品的因素，能分辨基音和泛音的不同见课本126页。「声波：在弹性媒质中，如果波源所激起的纵波的频率在20Hz到20000Hz之间，

能引起人的听觉。在这一频率范围内的振动，叫做声振动，由声振动激声波起的纵波叫声波次声波：频率低于20Hz的纵波叫次声波超声波：频率高于20000Hz的纵波叫超声波超声波的应用：由于超声波频率很高，在媒质中传播时能产生巨大的作用力，因而可用来清洗、加工和消毒。由于超声波的波长很短，能沿直线传播和反射，因而可利用它来制造声纳等仪器，用来确定被探测物的位置。由于超声波穿透能力很大，能穿透几米厚的金属。因而可利用它来制成探伤仪，检查金属内部的缺陷。由于超声波的传播速度和被吸收情况跟媒质的均匀性和成分有关，因而可利用它来帮助了解化学反应的发生过程。『乐声：由声源作有规划的周期性振动，所发声波的频率和波长都一定，听之使人感到愉快的声音，叫乐声。乐声和噪声｛乐声三要素＜音调：由频率决定，频率越大，音调越高响度：人们主观上感到的声音的强弱音色：各种乐器发出的声音不是单一频率的纯音。而是由基音和若干泛音（基频率为基音频率的整数倍）组成，音品是由泛音的多少及其频率、振幅的大小决定的。乐声和噪声｛乐声三要素＜声音的共鸣：发声体间的共振现象噪声：由声源作无规则非周期性的振动，所发声波的频率和波长都不一定听''■之使人不舒服，且对人的生理和心理状态发生不良影响的声音叫噪声。下列四种声现象中，哪一种是声波的干涉（1）在门窗关闭的屋子里说话，听起来比在旷野里响；（2）隔着墙与人谈话，不见其人而闻其声；（3）环绕正在发声的音叉走一圈，会觉得声音有强弱的变化；（4）将两只固有频率相同的音叉稍稍拉开一些距离，并排放置，敲击其中一个后用手将其按住，却能听到未被敲击的音叉又发出声来。一列声波由空气传入水中，哪些物理量将发生变化：（1）波长；（2）波速；（3）频率；（4）振幅一列波长为80m的声波，以下说法中正确的是：（1）不能发生干涉；（2）不能发生衍射；（2）不能发生反射；（4）不能被人听到一个音叉的频率是1000Hz，空气中的声速为340m/s，试问0.2s的时间内音叉所发出的声波在传播某方向上有几个波长？5•超声波探鱼仪是利用超声波的反射作用。若向某个方向发射出频率为5X104Hz的超声波，经过0.56s后收到从鱼群反射回来的