《技术物理 段超英上册第三版 电子教案第5章 5 6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《技术物理 段超英上册第三版 电子教案第5章 5 6（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5-6 声波一、教学目标1了解声波、超声波和次声波的范围。2了解噪声的危害，增强环境保护的意识。3了解多普勒效应的现象。二、教学重点难点重点：1声波的范围。2噪声的危害。难点：多普勒效应。三、教学器材发波水槽，干涉和衍射图片。四、教学建议教法建议讲述、讨论。教学设计方案（一） 引入新课 声音是怎样产生的？为什么有些声音人们能听见，有些声音人们听不见，而动物却能听见（如蝙蝠）？为什么在月球上听不见人们的声音？声音就是一种波动，称为声波。（二） 引出课程内容1声波（1）声源：各种振动的发声物体称为声源。（2）声波：声源的振动在弹性介质中传播就是声波。其频率在2020 000 Hz范围之内，能够引起
2、人的听觉的称为声波或可闻声波。 次声波：频率低于20 Hz，称为次声波。超声波：频率高于20 000 Hz，称为超声波。（3）传播声波的介质：声波的传播需要介质，气体、液体、固体都可以传播声波。在不同的介质中，声波的传播速度不同。在近地空气中声音的传播速度是340 m/s。表5-1列出了一些介质中的声波(教师介绍讲解)（4）空气中的声波是纵波，见图1。在气体或液体中，声波是纵波.在固体中声波既有纵波又有横波。图1（5）声波遇到障碍物也会发生反射、干涉和衍射。图2图3声波在遇到障碍物时被反射回来的现象称为声波的反射.反射回来的声波传到耳朵里，就是回声。如果回声到达人耳比原声滞后0.1 s以上，我
3、们就能把回声与原声区分开来（图2）。声波与机械波一样，也能发生干涉现象和衍射现象.声波的波长约在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，故声波的衍射现象很常见，“闻其声不见其人”就是声波的衍射现象（图3）。声波的共振现象称为共鸣.两个频率相同的音叉放在一起，当其中一个音叉振动时，产生的声波传到另一个音叉，对它产生周期性的驱动力，由于两音叉的频率相同，所以后一个音叉将作振幅最大的受迫振动，即发生了共鸣。（6）次声波和超声波具有不同于可闻声波的一些特性,在现代生产技术和科学研究中有许多重要应用.次声波的波长比可闻波波长长，次声波的传播距离较远,地震、台风、核爆炸、火箭起飞
4、都能产生次声波。超声波的波长比可闻波波长短得多，它基本上沿直线传播。超声波的穿透能力很强,能穿透几米厚的金属。超声波在液体中传播时,可使液体内部产生相当大的液压冲击。超声波可以用来制造各种乳胶,颗粒极细,而且超声波在诊断、医疗和卫生工作中，也有广泛的应用。2乐音 由有规律的振动发出的声音，称为乐音。音调、响度和音品是乐音的三个要素。音调的高低取决于声波频率的大小，男声音调较低，女声，童声音调较高。响度是人耳对声音强弱的主观感觉。响度与频率和声波的强度（声强）有关，同一频率的声音，声强越大，响度越大。乐器发出的声音，是由频率和振幅各不相同的许多纯音组成的。其中频率最低的称为基音，其余的频率则为基
5、音的整数倍，称为泛音。泛音的多少，泛音频率和振幅的大小，决定了音品，反映了不同乐器声音的特点。3声强和声强级 声波的强度称为声强。对于1 000 Hz的声波，人刚能听到的声强约为10-12 W/m2，引起耳膜痛感的声强高达10 W/m2，二者相差1013倍。这样大的声强范围，使用起来很不方便。于是人们使用对数来反映声强的大小，称为声强级。对于声强为I的声波，其声强级为 。式中：I为声波的声强，单位是W/m2； I0为基准声强。，这是人耳可以感觉到的最低声强； L是声强为I的声波的声强级，单位是分贝，符号是dB。分贝是贝尔（B）的分数单位，1 dB=10-1 B。分贝是我国的法定计量单位。人耳对
6、声音强弱的感觉响度基本与声强级成正比。人耳听到的声波的声强级在0120 dB之间，低于 0 dB就不能引起听觉，超过120 dB，只能引起痛觉。表5-2是常遇到的一些声音的声强级。（教师介绍讲解）例题 一次报告会上，报告者的声强为2.1610-3 W/m2,计算其声强级。解 声强I=2.1610-3 W/m2,则 声强级L=101g(I/I0)=101g(2.1610-3/10-12) dB=93.3 dB这是一个不小的声强级。4噪声从物理性质的角度说，声源做无规则的、断断续续的、非周期性的振动所产生的声音就是噪声。但是通常还从人的生理和心理的角度，把那些不需要的、使人烦躁的声音都划为噪声。（
7、1）噪声没有规律的声音、干扰人们生活的声音都是噪声。（2）噪声的来源噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。3噪声的控制我国颁布的“城市区域环境噪声标准”，见表5-3(教师介绍讲解)。5多普勒效应多普勒效应： 当波源或接收器(观察者)相对介质运动时，接收器所测得的频率不等于波源振动频率的现象称为多普勒效应。（1）波源和观察者都相对于介质静止当波源与观察者相对静止（图4），观察者接受波的频率和波源发射的频率相等。图4（2）波源不动，观察者相对介质运动 当观察者向波源运动（图5），观察者接收到的声波频率大于波源发出的频率。当观察者
8、远离波源运动，观察者接收到的声波频率小于波源发出的频率。（3）观察者不动，波源相对介质运动 当波源向着观察者运动（图6），观察者接收到的图5声波频率大于波源发出的频率。当波源远离观察者运动，观察者接收到的声波频率小于波源发出的频率。（4）多普勒效应的应用 测量天体相对地球的视线速度 技术上，多普勒效应可用于测量运动物体的视线速度(如测飞机接近雷达的速度；汽车的行驶速度；图6人造地球卫星的跟踪以及流体的流速，如“激光流速仪”的应用。 医学上“D超”，利用超声波的多普勒效应检查人体的内脏、血管的运动和血液的流速、流量等情况。 用于卫星跟踪系统等。6教师引导学生用所学知识讨论或提问：p1481549
9、 1、2、3大题（三） 小结1声波的范围。2次声波和超声波及其在技术上的应用。3噪声及其危害和控制。4多普勒效应现象。（四） 作业布置 技术物理练习册（第3版）相关习题（五） 教学说明建议结合实际应用，了解超声波、噪声在科研、生产及日常生活等方面带来的正、负面的影响，应结合事例使学生对超声波、噪声和多普勒效应有一定的了解。五、实践与探索 了解噪声影响，防治噪声污染空气污染、水污染、工业废渣污染、噪声污染和自然环境的破坏是环境污染的主要内容。其中噪声污染是通常人们关注最少、最容易被忽视的污染项目。实际上，噪声不仅影响人的听觉、而且会影响人的神经及内分泌系统，危害人体多方面的生理机能（详见阅读材料
10、“噪声的危害与控制”），对环境及环境中的动植物（包括人类）极其有害。因此，了解噪声影响，防治噪声污染对我们十分重要。参观一个噪声比较大的工厂车间（或其他噪声比较大的环境），体会噪声的影响，估计噪声的声强级（根据表5-2）。然后访问该工厂的工人和技术人员，验证自己的印象，了解该车间产生噪声的原因、噪声污染的现状、所采取的防治噪声污染的措施、防治措施所依据的原理以及防治效果。参观时要注意安全，听从指挥；同时要注意保护自己的听力，不要在噪声较大的环境中长时间停留。调查在你周围的环境中，哪些地方噪声比较大，是什么原因造成的，造成了哪些影响和危害？就其改进的方法提出建议。写出调查报告。进行关于噪声的调查需要了解许多情况、查阅许多资料，取得这方面信息的途径主要有以下几种：1教材、图书、报刊（图书馆）； 2访问相关工厂的技术人员； 3访问环境保护机构的技术人员； 4访问因特网（上网）。6
