33超聲與次聲

1、第三節(jié)超聲與次聲教案一、課前準(zhǔn)備1 人耳聽(tīng)到的聲音頻率范圍有多大？什么是超聲和次聲？（答案：人耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍在20 Hz至20000 Hz之間。高于20000 Hz以上的聲音稱為超聲，低于20 Hz的聲音稱為次聲。）2. 超聲和次聲各有何特性？（答案：超聲波具有方向性好、穿透力強(qiáng)、對(duì)物體有很強(qiáng)的“破碎”能 力，易于獲得較集中的聲能等；由于次聲波的頻率很低，因而它顯示出了種種奇特的性質(zhì)，其中最顯著的 特點(diǎn)是傳播的距離遠(yuǎn)，而且不容易被吸收）二、名師解讀點(diǎn)撥知識(shí)點(diǎn)1 :超聲與次聲高于Hz以上的聲音稱為超聲，低于Hz的聲音稱為次聲。人耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍在Hz之間。答案：20000 20 20 Hz 至 2

2、0000【明確】我們平常聽(tīng)到的各種聲音只是聲音世界中的一部分，盡管聽(tīng)不到，卻很有意義。知識(shí)點(diǎn)2:超聲及其應(yīng)用【想一想】超聲有哪些的應(yīng)用？【點(diǎn)撥】超聲波的應(yīng)用是很廣的。定向發(fā)射的超聲在水中傳播的距離比光和無(wú)線電信號(hào)遠(yuǎn)得多模 仿蝙蝠使用超聲的道理，人類(lèi)發(fā)明了聲納這種裝在船只及潛艇上的裝置靠超聲在水中傳播時(shí)碰到物體產(chǎn) 生回波，來(lái)測(cè)定距離，確定位置，能發(fā)現(xiàn)對(duì)手，或保證航行安全；超聲具有很強(qiáng)的穿透能力，超聲診斷儀（B超）可以用來(lái)檢查、治療人體疾病，超聲探測(cè)儀能探測(cè)金屬內(nèi)部存在的缺陷；超聲對(duì)物體有很強(qiáng)的“破碎”能力，能將一般情況下不能混合的液體（如油 和水）混合在一起，可用在化學(xué)工業(yè)上，它還能破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu)

3、可對(duì)醫(yī)療器械和食物等進(jìn)行殺菌消毒。用超聲 處理過(guò)的種子可以縮短發(fā)芽時(shí)間，提高發(fā)芽率。【注意】超聲仍是一種聲音，聲音的傳播需要物質(zhì)，利用超聲來(lái)測(cè)定距離確定位置時(shí)需要有傳播的物 質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)3 :次聲及其應(yīng)用【想一想】哪些情況可產(chǎn)生次聲？【點(diǎn)撥】火山爆發(fā)、墜人大氣層中的流星、極光、地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)、雷暴、龍卷風(fēng)、電離層擾動(dòng)，等 等利用人工的方法也能產(chǎn)生次聲波，例如核爆炸、火箭發(fā)射、化學(xué)爆炸，【說(shuō)明】許多災(zāi)害性的自然現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺(tái)風(fēng)等，在發(fā)生之前可能會(huì)輻射出次 聲波，人們就有可能利用這些前兆現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)這些災(zāi)害性自然事件的發(fā)生預(yù)測(cè)自然災(zāi)害性事件，探 測(cè)出這些次聲源的有矢參量【想

4、一想】次聲有何破壞性？【點(diǎn)撥】次聲能量很高，能使機(jī)器設(shè)備破壞、飛機(jī)解體、建筑物破壞；在強(qiáng)次聲環(huán)境中，人的平 衡器官的功能將受到破壞，會(huì)產(chǎn)生惡心、暈眩、旋轉(zhuǎn)感等癥狀，嚴(yán)重的會(huì)造成內(nèi)臟出血破壞，危及生命。生活中，由于人耳無(wú)法聽(tīng)到次聲，所以要盡量防止次聲的產(chǎn)生，遠(yuǎn)離次 聲源。三、拓展整合創(chuàng)新類(lèi)型之一：超聲與次聲【例1】（05年四川）物理教科書(shū)上有下列兩則信息，如圖1和如圖2所示17繃躺右6500I脅秋）1聽(tīng)諭初皇E1人和一些訪物的聽(tīng)覺(jué)赧率和笈聲城牟范圍論?dān)Q翩勰縣姻轟毎尅協(xié)翅蘭但牙欣根據(jù)上述兩則信息，可以判斷下列說(shuō)法正確的是A. 人憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂和飛行的蝴蝶B. 狗憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂和飛行

5、的蝴蝶C. 貓憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)現(xiàn)飛行的蝴蝶，不能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂D. 人憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂，不能發(fā)現(xiàn)飛行的蝴蝶解析：從圖1和圖2所給出的信息中可知人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍為20Hz 20000Hz，狗的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍為15Hz 50000Hz，貓的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍為60Hz 65000Hz，蝴蝶每秒振翅五六 次，即發(fā)聲頻率為5 Hz 6 Hz，不在人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍內(nèi)，也不在狗和貓的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍內(nèi)，所以A、B、C答案均不正確。蜜蜂發(fā)聲頻率在人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍內(nèi)，所以答案D正確?！咀兪筋}】（05年紹興市）300年前，意大利科學(xué)家做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在房間里掛了許多鈴鐺，然后讓 蝙蝠在房間中自由飛翔。第一次未對(duì)蝙蝠有任何

6、限制，鈴鐺未響；第二次蒙住蝙蝠的眼睛，鈴鐺也未 響；第三次塞住蝙蝠的耳朵，房間中的鈴鐺響了。下列問(wèn)題不是該實(shí)驗(yàn)所研究的是（）A. 蝙蝠飛行靠什么躲避障礙物的C.耳朵對(duì)蝙蝠飛行是否起作用B. 眼睛對(duì)蝙蝠飛行是否起作用D.鈴鐺是怎樣發(fā)聲的解析：該實(shí)驗(yàn)所研究的是蝙蝠飛行靠什么躲避障礙物的，第一次未對(duì)蝙蝠有任何限制，鈴鐺未響，說(shuō)明蝙蝠有“絕技”，第二次蒙住蝙蝠的眼睛，鈴鐺也未響，說(shuō)明眼睛對(duì)蝙蝠飛行不起作用，第三至于次塞住蝙蝠的耳朵，房間中的鈴鐺響了，說(shuō)明耳朵對(duì)蝙蝠飛行起了作用。鈴鐺是怎樣發(fā)聲的不是該實(shí)驗(yàn)所研究的問(wèn)題。答案：D類(lèi)型之二：超聲及其應(yīng)用【例2】根據(jù)下列圖所示的三幅圖，說(shuō)明超聲波在生產(chǎn)和生活方

7、面有什么應(yīng)用.翊瀘人解析：從上面幾點(diǎn)可以看出超聲波的應(yīng)用是很廣的.主要表現(xiàn)在：第一，超聲波頻率高，振動(dòng)迅速，可利用它來(lái)清洗、力口工和消毒；第二，超聲波的穿透本領(lǐng)大，在工業(yè)上用來(lái)檢驗(yàn)金屬內(nèi)部是否 有裂痕、氣泡等；第三，超聲波在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用很廣醫(yī)院里的“B超”應(yīng)用的就是超聲波.變式題】下列距離不能用聲波來(lái)測(cè)量的是（）A .海的深度B .相距很遠(yuǎn)的兩高山之間的距離C .地球到月球之間的距離D 很長(zhǎng)的鋼管的長(zhǎng)度解析：聲音的傳播需要物質(zhì)，所不能以用聲波來(lái)測(cè)量的是地球到月球之間的距離。答案:類(lèi)型之三：次聲及其應(yīng)用【例3】由于人類(lèi)還不能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地震，因此地震發(fā)生時(shí)常導(dǎo)致很多人在災(zāi)害中喪生。但 一些小動(dòng)物對(duì)地

8、震的預(yù)警卻比人類(lèi)要好的多，其原因是小動(dòng)物()A .能聽(tīng)到聲波的頻率較高B .能聽(tīng)到地震中的次聲波C .能聽(tīng)到地震中的超聲波D .能聽(tīng)到響度很小的聲音解析：次聲源有：火山爆發(fā)、墜人大氣層中的流星、極光、地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)、雷暴、龍卷風(fēng)等，地震發(fā)生時(shí)能產(chǎn)生次聲波， 震的預(yù)警卻比人類(lèi)要好的多。答案：【變式題】一艘國(guó)際商船在“火地島” 船上的一切設(shè)備及物品卻完好無(wú)損。人耳聽(tīng)不到，一些小動(dòng)物能聽(tīng)到地震中的次聲波，對(duì)地B，發(fā)現(xiàn)了多年前神謎失蹤的“馬可波羅”號(hào)帆船，而 經(jīng)科學(xué)家們多年的研究和探索，終于揭開(kāi)了這些遇難者的“死亡謎”。原來(lái)都死于風(fēng)暴所產(chǎn)生的解析：風(fēng)暴發(fā)生時(shí)能產(chǎn)生次聲波，在強(qiáng)次聲環(huán)境中，人的平衡器官

9、的功能將受到破壞，會(huì)產(chǎn)生惡心、暈眩、旋轉(zhuǎn)感等癥狀，嚴(yán)重的會(huì)造成內(nèi)臟出血破壞，危及生命。答案：次聲波類(lèi)型之四：綜合應(yīng) 用創(chuàng)新【例4】閱讀材料(1) 蝙蝠在黑暗中能自由地飛翔，用蠟封住其耳朵，雖然把它放在明亮的房間里，仍像喝醉酒一樣，一 次一次地碰到障礙物，后來(lái)，物理學(xué)家證實(shí)了蝙蝠能發(fā)出波，靠這種波的回聲來(lái)確定目標(biāo)和距離。(2) 如果把八只同樣的玻璃杯盛不同深度的水用一根細(xì)棒依次敲打杯子，可以發(fā)現(xiàn)聲音的 和盛水量有尖。如果調(diào)節(jié)適當(dāng)，可演奏簡(jiǎn)單的樂(lè)譜，由此我們不難知道古代“編鐘”的道理。(3) 許多年前，“馬可波羅”號(hào)帆船在“火地島”失蹤，經(jīng)過(guò)多年的研究，揭開(kāi)了 “死亡之迷”，他們都 是死于亞聲，這

10、是一種人耳聽(tīng)不到的聲音，頻率低于20Hz,而人的內(nèi)臟的固有頻率和亞聲波極為相似，當(dāng)二者相同時(shí)，會(huì)形成內(nèi)臟的共振，嚴(yán)重時(shí)，把內(nèi)臟振壞而喪生。請(qǐng)回答請(qǐng)你將 上面短文中和兩處補(bǔ)上恰當(dāng)?shù)奈淖郑骸?2) 亞聲是指我們學(xué)過(guò)的。(3) 從短文中可以看出人體內(nèi)臟的固有頻率大致是左右聲具有 從短文中可以看出所填的物理量與有尖，尖系解析：超聲波；音調(diào)。次聲波。(3)20Hz ；能量；頻率；聲源振動(dòng)的頻率越高，聲音的音調(diào)越四、當(dāng)堂檢測(cè)反饋1 .一個(gè)聲源2min內(nèi)振動(dòng)了 720次，它的頻率為是Hz,人耳(能/不能)聽(tīng)到該聲音；小明同學(xué)練聲時(shí)，發(fā)出聲音的頻率是200Hz,則他的聲帶每秒鐘振動(dòng)次。解析：頻率表示振動(dòng)的快慢

11、，用每秒振動(dòng)的次數(shù)來(lái)表示，一個(gè)聲源2min內(nèi)振動(dòng)了 720次，即120秒內(nèi)振動(dòng)了 720次，每秒振動(dòng)的次數(shù)為6次，所以它的頻率為6Hz,小于20 Hz,人耳不能聽(tīng)到 該聲音；小明同學(xué)練聲時(shí)，發(fā)出聲音的頻率是200H乙則他的聲帶每秒鐘振動(dòng)200次。答案：6不能2002. 聽(tīng)不見(jiàn)的聲音包括波和波。波可以傳很遠(yuǎn)，容易繞過(guò)障礙物而且無(wú)孔不入；波可以用來(lái)清洗和焊接物體。答案：超聲波次聲波次聲波超聲波3. 蝴蝶在飛行時(shí)不停地扇動(dòng)翅膀，我們聽(tīng)不到蝴蝶飛行的聲音，這是因?yàn)椋ǎ〢.蝴蝶在飛行時(shí)翅膀產(chǎn)生的是超聲波B .蝴蝶在飛行時(shí)翅膀不產(chǎn)生聲波C. 蝴蝶在飛行時(shí)翅膀產(chǎn)生的是次聲波小D .蝴蝶在飛行時(shí)翅膀產(chǎn)生的是聲

12、波，但聲音太 解析：人耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍在20 Hz至20000 Hz之間。蝴蝶在飛行時(shí)翅膀產(chǎn)生的是次聲C）.醫(yī)生利用“ B”超給病人檢查優(yōu)美的小提琴演奏聲波，人耳聽(tīng)不到蝴蝶飛行的聲音。答案：4. 下列現(xiàn)象不屬于利用超聲波的是（A .蝙蝠飛行時(shí)的定向BC.利用聲波清洗精細(xì)的零件D答案：D5. 一個(gè)聲源在振動(dòng)但人耳卻聽(tīng)不到聲音可能的原因有哪些？答案：（1）聲源的頻率過(guò)高.（2）聲源的頻率過(guò)低.（3）聲源的振幅太小.（4）聲源與人耳沒(méi)有傳聲介 質(zhì).（5）人耳距聲源太遠(yuǎn)五、課后延伸閱讀一些動(dòng)物的“聲吶”聲吶并非人類(lèi)的專利，不少動(dòng)物都有它們自己的“聲吶”。蝙蝠就用喉頭發(fā)射每秒1020次的超聲脈 沖而用耳朵

13、接收其回波，借助這種“主動(dòng)聲吶”它可以探查到很細(xì)小的昆蟲(chóng)及0. 1mm粗細(xì)的金屬絲障礙物。而飛蛾等昆蟲(chóng)也具有 被動(dòng)聲吶”，能清晰地聽(tīng)到40m以外的蝙蝠超聲，因而往往得以逃避攻擊。然而有的蝙蝠能使用超出昆蟲(chóng)偵聽(tīng)范圍的高頻超聲或彳氐頻超聲，從而 使捕捉昆蟲(chóng)的命中率仍然很高?？磥?lái)，動(dòng)物也和人類(lèi)一樣進(jìn)行著“聲吶戰(zhàn)”！海豚和鯨等海洋哺乳動(dòng)物則 擁有“水下聲吶”，它們能產(chǎn)生一種十分確定的訊號(hào)探尋食物和相互通迅。海豚聲吶的靈敏度很高，能發(fā)現(xiàn)幾米以外直徑0. 2mm的金屬絲和直徑Imm的尼龍繩，能區(qū)別開(kāi)只 相差1/200 s時(shí)間的兩個(gè)信號(hào)，能發(fā)現(xiàn)幾百米外的魚(yú)群，能遮住眼睛在插滿竹竿的水池子中靈活迅速地穿行 而不會(huì)碰到竹竿；海豚聲吶的“目標(biāo)識(shí)別”能力很強(qiáng)，不但能識(shí)別不同的魚(yú)類(lèi)，區(qū)分開(kāi)黃銅、鋁、電 木、塑料等不同的物質(zhì)材料，還能區(qū)分開(kāi)自己發(fā)聲的回波和人們錄下它的聲音而重放的聲波；海豚聲吶的抗 干擾能力也是驚人的，如果有噪聲干擾，它會(huì)提高叫聲的強(qiáng)度蓋過(guò)噪聲，以使自己的判斷不受影響；而 且，海豚聲吶還具有感情表達(dá)能力，已經(jīng)證實(shí)海豚是一種有“語(yǔ)言”的動(dòng)物，它們的“交談”正是通過(guò) 其聲吶系統(tǒng)。尤其是僅存于世的四種淡水豚中最珍貴的一種一我國(guó)長(zhǎng)江中下游的白鰭豚