初二物理上冊(cè)聲音的產(chǎn)生與傳播.doc

聲音的產(chǎn)生與傳播聲的產(chǎn)生嬰兒從呱呱墜地的那時(shí)起，就無(wú)時(shí)無(wú)刻在跟聲打交道。你知道物體發(fā)聲時(shí)的共同特征碼？探究聲是怎樣產(chǎn)生的？做各種活動(dòng)、使物體發(fā)聲。觀(guān)察、思考、總結(jié)物體發(fā)聲時(shí)的共同特征。 聲是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的：說(shuō)話(huà)是聲帶在振動(dòng)；敲鼓是鼓面在振動(dòng)；風(fēng)吹樹(shù)葉嘩嘩響，樹(shù)葉在振動(dòng)。想想議議 物體振動(dòng)發(fā)聲的現(xiàn)象真是太多了，你能向同學(xué)們說(shuō)出一些比較新奇的發(fā)聲現(xiàn)象嗎？例如，蟬是怎樣發(fā)聲的？ 振動(dòng)可以發(fā)聲。如果將發(fā)生的振動(dòng)記錄下來(lái)，需要時(shí)再讓物體按照記錄下來(lái)的振動(dòng)規(guī)律去振動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生于原來(lái)一樣的聲音，這樣就可以將聲音保存下來(lái)。早期唱片機(jī)就是以這樣的形式發(fā)生的，唱片上有一圈圈不規(guī)則的溝槽。當(dāng)唱片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，唱針隨著劃過(guò)的溝槽振動(dòng)，這樣就把記錄的聲音重現(xiàn)出來(lái)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們還發(fā)明了用磁帶和激光唱盤(pán)記錄聲音的方法。聲音的傳播 聲音怎樣向遠(yuǎn)處傳播？ 聲的傳播需要物質(zhì)，物理學(xué)中把這樣的物質(zhì)叫做介質(zhì)。 但是有時(shí)候好像沒(méi)有介質(zhì)也能聽(tīng)到聲音。比如雷聲，似乎沒(méi)有什么東西把它傳遞來(lái)呀。雷聲的傳播不需要介質(zhì)嗎？ 空氣也是傳聲的介質(zhì)。如果云和我們的耳朵之間是真空，大家就聽(tīng)不到雷聲了。我們周?chē)錆M(mǎn)了空氣，空氣為人類(lèi)、動(dòng)物傳遞信息提供了便利條件，想一想，地球上的動(dòng)物大多具有聽(tīng)覺(jué)，是否與此相關(guān)？ 聲在空氣中怎樣傳播呢？以擊鼓為例：鼓面向左振動(dòng)時(shí)壓縮左側(cè)的空氣，使得這部分空氣變密；鼓面向右振動(dòng)時(shí)，又會(huì)使左側(cè)的空氣變稀疏。鼓面不斷左右振動(dòng)，空氣中就形成了疏密相間的波動(dòng)，向遠(yuǎn)處傳播。這個(gè)過(guò)程跟水波的傳播相似。用一支鉛筆不斷輕點(diǎn)水面，水面就會(huì)形成一圈一圈的水波，不斷向遠(yuǎn)處傳播。因此，聲以波的形式傳播者，我們把它叫做聲波。想想議議 我們已經(jīng)知道固體和氣體都可以傳聲。那么，聲能在液體中傳播嗎？你能找出事實(shí)或做實(shí)驗(yàn)來(lái)支持你的說(shuō)法嗎？聲速 對(duì)著高墻或山崖喊話(huà)，要過(guò)一會(huì)兒才能聽(tīng)到回聲，這說(shuō)明生的傳播需要一定的時(shí)間，聲傳播的快慢用聲速描述，它的大小等于聲在每秒內(nèi)傳播的距離。聲速的大小跟介質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)，還跟介質(zhì)的溫度有關(guān)，15時(shí)空氣中的聲速是340m/s。想想做做 全班同學(xué)分成若干小組，每組想出一個(gè)測(cè)量聲速的方法，并實(shí)際測(cè)量。通過(guò)評(píng)估看看哪個(gè)組的方法更合適，測(cè)得的聲速更接近當(dāng)時(shí)的真實(shí)值。聲音的特性音調(diào) 我們接觸到得聲音各種各樣，有的聽(tīng)起來(lái)音調(diào)高，有的聽(tīng)起來(lái)音調(diào)低，聲音為什么會(huì)有音調(diào)高低的不同？什么因素決定音調(diào)的高低？ 物體振動(dòng)得快，發(fā)出的音調(diào)就高，振動(dòng)得慢，發(fā)出的音調(diào)就低?？梢?jiàn)發(fā)聲體振動(dòng)得快慢是一個(gè)很重要的物理量，它決定著音調(diào)的高低。物理學(xué)中用每秒內(nèi)振動(dòng)得次數(shù)頻率來(lái)描述物體振動(dòng)得快慢，頻率決定聲音的音調(diào)。頻率的單位為赫茲，簡(jiǎn)稱(chēng)赫，符號(hào)為HZ。物體在1s的時(shí)間里如果振動(dòng)100次，頻率就是100Hz。 人們感受的聲音頻率有一定的范圍。大多數(shù)人能夠聽(tīng)到的頻率范圍從20Hz到20000Hz。人們把高于20000Hz的聲音叫做超聲波，因?yàn)樗鼈円殉^(guò)人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)的上限；把低于20Hz的聲音叫做次聲波，因?yàn)樗鼈円训陀谌祟?lèi)聽(tīng)覺(jué)的下限。 動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)范圍通常和人不同。一些動(dòng)物對(duì)高頻聲波反映靈敏?；蛟S你曾經(jīng)注意過(guò)，有時(shí)在你認(rèn)為很靜、沒(méi)有任何聲音時(shí)，貓卻突然表現(xiàn)得非常警覺(jué)。貓能夠聽(tīng)到的頻率的范圍是60-65000Hz，狗能夠聽(tīng)到的頻率范圍是1550 000Hz，海豚能聽(tīng)到聲音的上限是150 000Hz. 有些動(dòng)物對(duì)低頻聲波有很好的反應(yīng)。還記得嗎，本章開(kāi)始時(shí)說(shuō)過(guò)“大象可以用人類(lèi)聽(tīng)不到的聲音進(jìn)行交流”，實(shí)際上，大象的語(yǔ)言聲音對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)是一種次聲波。大自然的許多活動(dòng)，如地震、火山噴發(fā)、臺(tái)風(fēng)、海嘯等，都伴有次聲波產(chǎn)生。一些機(jī)器在工作時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生人耳聽(tīng)不到的次聲波。有些次聲波對(duì)人體的健康有害。 聲音的波形可以在示波器上展現(xiàn)出來(lái)。想想議議 振動(dòng)會(huì)發(fā)出聲音，為什么我們聽(tīng)不到蝴蝶翅膀振動(dòng)發(fā)出的聲音，卻能聽(tīng)到討厭的蚊子聲？響度 聲音又音調(diào)的不同，也有強(qiáng)弱的不同。例如，用力擊鼓比輕擊鼓產(chǎn)生的聲音大。物理學(xué)中，聲音的強(qiáng)弱叫做響度。什么因素決定聲音的響度呢？ 物理學(xué)中用振幅來(lái)描述物體振動(dòng)得幅度。物體的振幅越大，產(chǎn)生聲音的響度越大。音色 頻率的高低決定聲音的音調(diào)，振幅的大小決定聲音的響度。但是，不同物體發(fā)出的聲音，即便音調(diào)和響度相同，我們還是能夠分辨它們。這表明在聲音的特征中還有一個(gè)因素時(shí)十分重要的。它就是音色。不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色也就不同。想想做做 音調(diào)和響度相同、音色不同的聲音，它們的波形有什么區(qū)別？聲速更接近當(dāng)時(shí)的真實(shí)值。課本內(nèi)容噪聲的危害和控制 優(yōu)美的樂(lè)音令人心情舒暢，而雜亂的聲音噪聲則令人心煩意亂。噪聲是嚴(yán)重影響我們生活的污染之一。噪聲是怎樣產(chǎn)生的？它對(duì)人有哪些危害？怎樣才能有效地放置或減弱噪聲？噪聲的來(lái)源 噪聲是發(fā)聲體做無(wú)規(guī)則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音。 演示 觀(guān)察噪聲的波形 利用示波器觀(guān)察鐵釘刮玻璃時(shí)產(chǎn)生的噪聲的波形，并與音叉聲音的波形做比較。 從環(huán)境保護(hù)的角度看，凡是妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對(duì)人們要聽(tīng)的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪聲，從這個(gè)意義上說(shuō)，噪聲的來(lái)源是非常多的。街道上的汽車(chē)聲、安靜的圖書(shū)館里的說(shuō)話(huà)聲、建筑工地的機(jī)器聲，以及鄰居電視機(jī)過(guò)大的聲音，都是噪聲。噪聲強(qiáng)弱的等級(jí)和危害 人們以分貝為單位來(lái)表示聲音強(qiáng)弱的等級(jí)。0dB是人剛能聽(tīng)到的嘴微弱的聲音；30-40dB是較為理想的安靜環(huán)境；70dB會(huì)干擾談話(huà)，影響工作效率；長(zhǎng)期生活在90dB以上的噪聲環(huán)境中，聽(tīng)力會(huì)受到嚴(yán)重影響并產(chǎn)生神經(jīng)衰弱、頭疼、高血壓等疾??；如果突然暴露在高達(dá)150dB的噪聲環(huán)境中，鼓膜會(huì)破裂出血，雙耳完全失去聽(tīng)力。 為了保護(hù)聽(tīng)力，聲音不能超過(guò)90dB；為了保證工作和學(xué)習(xí)，聲音不能超過(guò)70dB；為了保證休息和睡眠，聲音不能超過(guò)50dB。控制噪聲 噪聲會(huì)嚴(yán)重影響人們的工作和生活，因此控制噪聲十分重要。我們知道，聲音從產(chǎn)生到引起聽(tīng)覺(jué)有這樣三個(gè)階段： 聲源的振動(dòng)產(chǎn)生聲音空氣等介質(zhì)的傳播鼓膜的振動(dòng) 因此，控制噪聲也要從這三個(gè)方面著手，即 放置噪聲產(chǎn)生阻斷噪聲的傳播防止噪聲進(jìn)入耳朵。 由于噪聲嚴(yán)重影響人們的工作和生活，因此人們把噪聲叫做“隱形殺手”?，F(xiàn)代的城市把控制噪聲列為環(huán)境保護(hù)的重要項(xiàng)目之一。我國(guó)許多城市都制成了針對(duì)不同環(huán)境的聲強(qiáng)級(jí)控制標(biāo)準(zhǔn)，在需要安靜環(huán)境的醫(yī)院、學(xué)校和科學(xué)研究部門(mén)附近，有禁止鳴喇叭的標(biāo)志。想想議議 過(guò)節(jié)燃放鞭炮是我國(guó)的傳統(tǒng)。近年來(lái)，許多大城市采取了一些禁止性的辦法。從環(huán)境保護(hù)以及喜慶的角度，發(fā)表你對(duì)此事的看法，并且根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，提出更合理的建議。課本內(nèi)容聲的利用聲與信息 遠(yuǎn)處隆隆的雷聲預(yù)示著一場(chǎng)可能的大雨；鐵路工人用鐵錘敲擊鋼軌，會(huì)從異常的聲音中發(fā)出松動(dòng)的螺栓；醫(yī)生通過(guò)聽(tīng)診器可以了解病人心、肺的工作狀況；古代霧中航行的稅收通過(guò)號(hào)角的回聲能夠判斷懸崖的距離。這些都是聲傳遞信息的例子。實(shí)際上，通過(guò)聲所能獲得的信息遠(yuǎn)不止這些。 蝙蝠通常只在夜間出來(lái)活動(dòng)、覓食。但它們從來(lái)不會(huì)撞到墻壁、樹(shù)枝上，并且能以很高的精度確認(rèn)目標(biāo)。它們的這些“絕技”靠的是什么？原來(lái)蝙蝠在飛行時(shí)會(huì)發(fā)出超聲波，這些聲波碰到墻壁或昆蟲(chóng)時(shí)會(huì)反射回來(lái)，根據(jù)回聲到來(lái)的方位和時(shí)間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置和距離。它們甚至還能通過(guò)反射回來(lái)的聲波判斷出是蛾子還是蒼蠅呢！ 蝙蝠采用的方法叫做回聲定位，根據(jù)回聲定位的原理，科學(xué)家發(fā)明了聲吶。利用聲吶系統(tǒng)，人們可以探知海洋的深度，繪出水下數(shù)千米處的地形圖。捕魚(yú)時(shí)漁民利用聲吶來(lái)獲得水中魚(yú)群的信息。 中醫(yī)診病通過(guò)“望、聞、問(wèn)、切”四個(gè)途徑，其中“聞”就是聽(tīng)。這是利用聲音診病的最早的例子?，F(xiàn)在，利用超聲波可以更準(zhǔn)確地獲得人體內(nèi)部疾病的信息。醫(yī)生向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，同時(shí)接受體內(nèi)臟器的反射波，反射波所攜帶的信息通過(guò)處理后顯示在屏幕上。這就是平時(shí)說(shuō)的“B超”。超聲探查對(duì)人體沒(méi)有傷害。利用超聲波為孕婦作常規(guī)檢查，可以確定胎兒的發(fā)育狀況。聲與能量 把一塊石頭扔進(jìn)水里，可以看到一圈一圈的波紋向四周散去，水面上的樹(shù)葉也隨之起伏。我們說(shuō)，石頭的能量通過(guò)水波傳給了樹(shù)葉。聲波是一種波動(dòng)，那么，聲波能傳遞能量嗎？ 演示 聲波能傳遞能量嗎？ 去掉罐頭盒兩端的蓋子，給一端蒙上橡皮膜，并用橡皮筋扎緊。對(duì)著和面敲橡皮膜。火焰會(huì)搖