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1、1 第四章 声现象4.1 声音的发生与传播1、一切发声的物体都在振动。用手按住发音的音叉,发音也停止,该现象说明振动停止发声也停止。振动的物体叫声源。练习:人说话,唱歌靠声带的振动发声,婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声,清脆的蟋蟀叫声靠翅膀摩擦的振动发声,其振动频率一定在20-20000 次/ 秒之间。黄河大合唱歌词中的“风在吼、马在叫、黄河在咆哮”,这里的“吼” 、 “叫” “咆哮”的声源分别是空气、马、黄河水。敲打桌子,听到声音,却看不见桌子的振动, 你能想出什么办法来证明桌子的振动?可在桌上撒些碎纸屑,这些纸屑在敲打桌子时会跳动。2、声音的传播需要介质,真空不能传声。在空气中,声音以看不见的声
2、波来传播,声波到达人耳,引起鼓膜振动,再通过其他组织刺激听神经, 把这种信号传递给大脑就产生了听觉。练习:实验可得结论真空不能传声, 月球上没有空气, 所以登上月球的宇航员们即使相距很近也要靠无线电话交谈,因为无线电波在真空中也能传播,无线电波的传播速度是3108 m/s 。“风声、雨声、读书声,声声入耳”说明:气体、液体、固体都能发声,空气能传播声音。3、 声音在介质中的传播速度简称声速。声速与介质和温度有关。 一般情况下,v固v液v气声音在 15空气中的传播速度是340m/s 合 1224km/h,在真空中的传播速度为0m/s。练习 :有一段钢管里面盛有水,长为L,在一端敲一下,在另一端听
3、到3 次声音。传播时间从短到长依次是钢管、水、空气。运动会上进行百米赛跑时,终点裁判员应看到枪发烟时记时。若听到枪声再记时,则记录时间比实际跑步时间要晚 (早、晚) 0.29s ( 当时空气 15)。下列实验和实例,能说明声音的产生或传播条件的是()在鼓面上放一些碎泡沫,敲鼓时可观察到碎泡沫不停的跳动。放在真空罩里的手机,当有来电时,只见指示灯闪烁,听不见铃声;拿一张硬纸片,让它在木梳齿上划过,一次快些一次慢些,比较两次不同;锣发声时,用手按住锣锣声就停止。4、回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
4、总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页2 声晚 0.1s 以上人耳能把回声跟原声区分开来,此时障碍物到听者的距离至少为17m 。在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮,原因是屋子空间比较小造成回声到达人耳比原声晚不足0.1s 最终回声和原声混合在一起使原声加强。利用:利用回声可以测定海底深度、冰山距离、 敌方潜水艇的远近测量中要先知道声音在海水中的传播速度,测量方法是:测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t ,查出声音在介质中的传播速度v,则发声点距物体S=vt/2 。二、我们怎样听到声音1、声音在耳朵里的传播途径: 外界传来的声音引起鼓膜振动,这种振动经听小骨及其他组织传给听
5、觉神经,听觉神经把信号传给大脑,人就听到了声音. 2、耳聋 : 分为神经性耳聋和传导性耳聋. 3、骨传导 : 声音的传导不仅仅可以用耳朵,还可以经头骨、颌骨传到听觉神经,引起听觉。这种声音的传导方式叫做骨传导。一些失去听力的人可以用这种方法听到声音。4、双耳效应 : 人有两只耳朵,而不是一只。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、 强弱及其他特征也就不同。 这些差异就是判断声源方向的重要基础。这就是双耳效应 . 4.2 乐音(音调、响度、音色)乐音及三个特征1、乐音是物体做规则振动时发出的声音。2、音调:人感觉到的声音的高低。用硬纸片在梳子齿上快划和慢划时可以发现:划的快音调高
6、,用同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋时可以发现:橡皮筋振动快音调高。 综合两个实验现象你得到的共同结论是:音调跟发声体振动频率有关系,频率越高音调越高; 频率越低音调越低。物体在 1s 振动的次数叫 频率 ,物体振动越快频率越高。频率单是赫兹,记作Hz 。练习:解释蜜蜂飞行能凭听觉发现, 为什么蝴蝶飞行听不见?蜜蜂翅膀振动发声频率在人耳听觉范围内,蝴蝶振动频率不在听觉范围内。3、人的听觉频率为20Hz20000Hz (1)次声波:频率低于20Hz的声音叫做次声波。特点:频率低,传播距离远,无孔不入等,主要发生于大型的自然灾害:地震、海啸、火山爆发、台风、核爆炸等。精选学习资料 - - - - -
7、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页3 (2)超声波:频率高于20000Hz的声音叫做超声波。特点:频率高,波长短,方向性好、穿透能力强、 易于获得较集中的声能等, 可用于测距、测速、清洗、焊接、 B超等。(3)动物的听觉范围通常与人不一样,比如狗的听觉范围就比人的听觉范围大,猫、蝙蝠、海豚的听觉上限都比人类高。大象的语言对人类来说就是次声波。(4) 、人能听到声音的条件:必须要有发声体、介质、良好的听觉器官、足够的响度和一定的频率范围。4、响度:人耳感受到的声音的强弱。响度跟发生体的振幅和距发声距离的远近有关。物体在振动时,偏离原来位置的最大距离叫
8、振幅。振幅越大响度越大。增大响度的主要方法是:减小声音的发散。练习:男低音歌手放声歌唱,女高音为他轻声伴唱:女高音音调高响度小,男低音音调低响度大。敲鼓时,撒在鼓面上的纸屑会跳动,且鼓声越响跳动越高;将发声的音叉接触水面,能溅起水花,且音叉声音越响溅起水花越大;扬声器发声时纸盆会振动,且声音响振动越大。根据上述现象可归纳出:声音是由物体的振动产生的 声音的大小跟发声体的振幅有关。5、音色:由物体本身材料,结构,方式决定。人们根据音色能够辨别乐器或区分人。6、区分乐音三要素:闻声知人依据不同人的音色来判定;高声大叫指响度;高音歌唱家指音调。音调:B高响度:A大声速:A=B 精选学习资料 - -
9、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页4 4.3 噪声与环保1、当代社会的四大污染:噪声污染、水污染、大气污染、固体废弃物污染。2、物理学角度看,噪声是指发声体做无规则的杂乱无章的振动发出的声音;环境保护的角度噪声是指妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。3、噪声的等级和危害: 人们以分贝为单位表示声音的强弱。大于 50dB ,会影响休息和睡眠;大于 70dB ,会影响学习和工作;大于90dB,会破坏听力。为了保护听力,声音不能超过90dB ;为了保证学习和工作,声音不能超过70dB ;为了保证休息和睡眠,
10、声音不能超过50dB 。4、控制噪声的途径: 在声源处减弱噪声,比如摩托车的消声器。在传播过程中减弱噪声,比如城市的隔离墙,公路边的植物等。在人耳处减弱噪声。耳机,耳塞等。4.4 声现象在科技中的应用1、超声波及其利用(1)定义:频率高于20000Hz的声波叫作超声波。(2)特点:频率高,波长短,容易会聚,成一束定向发射。(3)利用:声呐,回声定位,B超,检查金属,击碎人体结实,清洗物品等。2、次声波(1)定义:频率低于20Hz的声波叫作次声波。(2)特点:频率低,波长长,在空气中传播的距离远,耳机不易被吸收。(3)应用:可以预测海啸,火山爆发,雷暴,龙卷风等。2、声的利用:(1)利用声来传递信息。当声音在传播过程中遇到障碍物时,声音就会被反射回来形成回声,根据声音返回的时间,可以判断障碍物的位置。现在人们用来探测海底的“声呐”装置,医学上的“ B超”等,都是利用了回声的原理。(2)利用声波传递能量。声音以波的形式向外传播,即物体振动的能量可以通过介质以声波的形式传递出去。如声波可以用来清洗钟表等精密机械;外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石等。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页