八年級物理全冊 3.3 超聲與次聲課件 （新版）滬科版

1、第3章 聲的世界 第3節(jié) 超聲與次聲,1.復(fù)習(xí)提問：什么是音調(diào)？音調(diào)的高低是由什么因素決定的？ 2.蜜蜂飛行時會發(fā)出什么樣的聲音？蝴蝶飛行時，要振動翅膀，你聽到過蝴蝶飛行時發(fā)出的聲音嗎,蜜蜂飛行時，翅膀振動得很快，會發(fā)出清晰的“嗡嗡聲,蝴蝶飛行時，翅膀振動得很慢，雖然也會發(fā)出聲音，但無法被我們聽到,聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，物體振動時一定會發(fā)出聲音，發(fā)聲的物體一定在振動，但是振動的物體發(fā)出的聲音并不都會被我們聽到，想要聽到聲音，除了需要傳播聲音的介質(zhì)和良好的聽覺器官（耳朵）外，聲音振動的頻率也有一定的要求. 由上可知，聲音振動的頻率有一定的范圍，人類能聽到的聲音頻率有一定的范圍,大量研究表明：

2、 （1）物體振動時發(fā)出的聲音的頻率在10-4 Hz1012 Hz之間. （2）正常人的耳朵能聽到的聲音范圍20 Hz20 000 Hz. （3）通常把頻率高于20 000 Hz的聲音稱為超聲，頻率低于20 Hz的聲音稱為次聲,人和一些動物的發(fā)聲范圍和聽覺范圍,如圖所示，把彈簧振子拉開一段距離（每次拉開的距離不要相同，彈簧不要拉開太長），讓彈簧振子上下振動，看看是不是每次都能聽到彈簧振子發(fā)出的聲音,現(xiàn)在解釋一下：人為什么能聽到蜜蜂飛行時翅膀振動發(fā)出的嗡嗡聲，卻聽不到蝴蝶飛行時翅膀振動所發(fā)出的聲音. 蜜蜂在飛行時，翅膀振動的頻率在200 500 Hz之間，在人的聽覺頻率范圍之內(nèi)；而蝴蝶飛行時，翅膀

3、振動的頻率在20 Hz之下，因而我們無法聽到蝴蝶飛行時發(fā)出的聲音,頻率高于20 000 Hz的聲音稱為超聲. 人類發(fā)不出超聲，也聽不到超聲. 但是自然界中的許多動物不僅能發(fā)出超聲，也能聽到超聲. 并且很多動物就是利用超聲在殘酷的自然界中生存的,蝙蝠的眼睛已經(jīng)嚴(yán)重退化，幾乎看不到任何東西，它靠自己發(fā)出的超聲能夠在黑夜中來去自如，鎖定獵物,海豚是一種讓人喜愛的動物，它也是利用超聲在復(fù)雜的海洋中避開捕獵者捕獲獵物的,人類根據(jù)蝙蝠和海豚的超聲導(dǎo)航方法，發(fā)明了聲吶，聲吶在水聲學(xué)中有很多應(yīng)用,利用聲吶 探測海深,利用聲吶探 測深海魚群,潛伏在深海里的潛艇，利 用聲吶探測海面上的敵艦,利用聲吶定位即回聲測量

4、海底的深度，需要先知道聲音在海水中的傳播速度，還需要測出聲音由海面到海底，然后再返回到海面所需的時間. 最后利用公式v= s/t 的變形公式 s=vt 進(jìn)行計算. 注意：此時算出的距離應(yīng)除以2才是海深,超聲有很強(qiáng)的穿透能力和很好的方向性，因而超聲還廣泛用于超聲探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術(shù),醫(yī)生用B超觀察母體中的胎兒,超聲金屬探測儀能探測到金屬內(nèi)部存在的缺陷,做如圖所示的實(shí)驗，觀察實(shí)驗現(xiàn)象，這個實(shí)驗說明了什么,聲音具有能量，超聲具有的能量更大，醫(yī)學(xué)上利用超聲可以擊碎結(jié)石來治療患者，還可用超聲對醫(yī)療器械消毒. 日常生活中，可用超聲清洗精密機(jī)械，對食物等消毒,頻率低于20 Hz的聲音稱為次聲

5、. 次聲有下面的特點(diǎn)： 1.人耳聽不到次聲. 2.次聲的傳播速度很快，并且能傳遞很長的距離. 3.次聲具有很大的能量，具有極大的危害性,能量很高的次聲具有極大的危害性. （1）次聲能使機(jī)器設(shè)備破裂、飛機(jī)解體、建筑物遭到破壞. （2）次聲能使人的平衡器官的功能受到破壞，會產(chǎn)生惡心、暈眩、旋轉(zhuǎn)感等癥狀，嚴(yán)重的會造成內(nèi)臟出血破裂，危及生命,產(chǎn)生次聲的原因是多種多樣的，大體可以歸納為兩個方面. 一是由于自然現(xiàn)象而產(chǎn)生的，這種次聲主要由風(fēng)的波動、空氣湍流、火山爆發(fā)、地震、臺風(fēng)、海浪拍擊等產(chǎn)生. 二是由于人為因素而產(chǎn)生的，如核爆炸、火箭發(fā)射、超音速飛機(jī)的飛行等都伴有次聲產(chǎn)生,對人類造成危害最多的是在日常生

6、活和工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的次聲，在冶金、建筑、機(jī)器制造等行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境中均有次聲的存在. 這些次聲都會給人類帶來程度不同的威脅. 所以我們應(yīng)該盡量防止次聲的產(chǎn)生，盡量遠(yuǎn)離次聲源,次聲雖然可怕，但是利用好次聲也能給我們帶來極大的便利. （1）為景象及地震預(yù)報服務(wù). 如低等海洋動物水母對813 Hz的次聲波特別敏感，使用仿生學(xué)依照水母的耳朵結(jié)構(gòu)制成的水母耳臺風(fēng)預(yù)報儀，可提前15 h預(yù)測臺風(fēng)發(fā)生的方位和強(qiáng)度. 利用類似方法，也可預(yù)報火山爆發(fā)、雷暴等自然災(zāi)害,2）配置次聲波服務(wù)站，可探測到核爆炸、火箭發(fā)射等動態(tài) （3）為農(nóng)林生產(chǎn)服務(wù)使用次聲給樹木治病、刺激植物生長. （4）通過測定人和其他生物的某些器官

7、發(fā)出的微弱次聲的特性，可以了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動情況例如人們研制出的“次聲波診療儀”可以檢查人體器官工作是否正常,可怕的次聲 一艘國際商船在“火地島” 發(fā)現(xiàn)了多年前神秘失蹤的“馬可波羅”號帆船，船上的全體船員離奇死亡，沒有一絲傷痕，而船上的一切設(shè)備及物品卻完好無損. 經(jīng)過科學(xué)家們多年的研究和探索，終于揭開了這些遇難者的“死亡之謎”. 原來他們都死于風(fēng)暴所產(chǎn)生的次聲,次聲為什么能殺人呢？ 原來，人們內(nèi)臟固有的振動頻率和次聲頻率極為相似（0.0120 Hz）. 當(dāng)外界的次聲頻率與內(nèi)臟頻率相同或相似時，就會形成人體內(nèi)臟的共振狀態(tài)，產(chǎn)生種種不良反應(yīng)，還會導(dǎo)致視覺模糊，吞咽困難，肝功能失調(diào)等癥

8、狀，嚴(yán)重時還會四肢麻木，胸部產(chǎn)生壓迫感. 尤其是當(dāng)人的內(nèi)臟、胸腔及顱腔內(nèi)的固有頻率與次聲頻率相一致時，就會使人體的內(nèi)臟系統(tǒng)振壞而喪生,課堂練習(xí)： 1.醫(yī)用“B超”是利用超聲波來診斷病情的，但人 們聽不到它發(fā)出的聲音，這是因為 （ ） A.聲音的響度太小 B.聲音的響度太大 C.聲音的頻率小于人能聽到的聲音頻率 D.聲音的頻率大于人能聽到的聲音頻率,D,2.下列事實(shí)中，應(yīng)用了次聲的是 （ ） A.用聲吶測海底深度 B.蝙蝠確定目標(biāo)的方向和距離 C.預(yù)報海嘯、臺風(fēng) D.海豚判斷物體的位置和大小,C,3.以下利用了超聲波的反射來獲取信息的是 （ ） A.大象的“聲音”交流 B.蝙蝠的“回聲”定位 C

9、.外科醫(yī)生對結(jié)石病人的“超聲”排石 D.站在天壇中央說話，會感到聲音特別洪亮,B,解析：大象發(fā)出的是次聲波；外科醫(yī)生對結(jié)石病人的“超聲”排石是指超聲波能傳遞能量；站在天壇中央說話，會感到聲音特別洪亮，這是可聽聲的應(yīng)用. 蝙蝠的“回聲”定位是超聲波能傳遞信息. 故選B,4.海上發(fā)生風(fēng)暴時會產(chǎn)生次聲，次聲在空氣 和海水中傳播的速度比風(fēng)暴移動的速度 大次聲接收處理設(shè)備就是利用這一特點(diǎn) 提前感知，預(yù)報海上風(fēng)暴，從而為漁業(yè)、 航海等服務(wù)下列說法中正確的是（ ） A.次聲不能傳遞信息 B.次聲是由物體的振動產(chǎn)生的 C.次聲在海水中比空氣中傳播得慢 D.次聲的頻率太高，人耳聽不見,B,解析：次聲既能傳遞能量，也能傳遞信息，故A錯誤；次聲也是由物體振動產(chǎn)生的故B正確；次聲在海水中比在空氣中傳播得快，故C錯誤；人耳能聽到的聲音的頻率范圍是2020 000 Hz，低于20 Hz的叫次波，由于次聲的頻率不在人的聽覺頻率范圍，所以人聽不到，故D錯誤,5.城市里有“超聲潔牙”美容店