《聲的利用》教師參考資料

《聲的利用》教師參考資料目標(biāo)1、知識與技能●了解現(xiàn)代技術(shù)中與聲有關(guān)的知識的應(yīng)用。2、過程與方法●通過觀察、參觀或看錄像等有關(guān)的文字、圖片、音像資料，獲得社會生活中聲的利用方面的知識。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀●通過學(xué)習(xí)，了解聲在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，進(jìn)一步增加對科學(xué)的熱愛。說明與建議教材中注意區(qū)分了聲和聲音兩個概念。聲的概念比較廣，包括聲音、超聲、次聲等；而聲音的概念相對而言面要窄得多，它僅指人耳能感覺到的那部分聲。關(guān)于聲和聲音兩個概念，教學(xué)中教師注意正確使用即可，不必對學(xué)生做出要求。聲音在實(shí)際生活中有廣泛的應(yīng)用。限于篇幅，課文中只介紹了一部分。本節(jié)的教學(xué)應(yīng)鼓勵學(xué)生自己從生活中的感知或資料查閱中了解利用聲的實(shí)例和工作原理。另一方面，應(yīng)發(fā)揮學(xué)生的想象力，鼓勵他們搞利用聲音的小發(fā)明。學(xué)生在日常生活中已經(jīng)接觸過利用聲的事例，因此，本節(jié)課的引入可以采用“頭腦風(fēng)暴”法。具體做法如下：請同學(xué)們說出所了解的利用聲的現(xiàn)象；當(dāng)有人發(fā)言時(shí)，其他人必須仔細(xì)傾聽；任何人不得對他人的發(fā)言作好壞或正誤的評價(jià)。所謂“頭腦風(fēng)暴”，在形式上類似于討論，但前者更加自由、靈活，討論的環(huán)境更加寬松。由于討論者不必考慮自己的見解是否恰當(dāng)，因此可以保證每個人充分發(fā)表自己的意見。在這種完全自由的情境下，一個人所提出的哪怕是很不成熟的觀點(diǎn)也可能激發(fā)其他人的思維，產(chǎn)生一系列新的想法。在同學(xué)們充分發(fā)表了各自的看法后，教師可對聲在社會生活中應(yīng)用的情況進(jìn)行分類：可以按照課本分為“聲與信息”和“聲與能量”兩類，也可按照聲音在醫(yī)療、工業(yè)、軍事、日常生活等方面的利用分類，然后根據(jù)分類進(jìn)行總結(jié)性的講解，在講解中應(yīng)對學(xué)生們遺漏的例子進(jìn)行補(bǔ)充。聲與信息聲吶(SONAR)是英文soundnavigationandranging(聲音導(dǎo)航與測距)的縮寫。對聲吶的系統(tǒng)研究與一艘著名的輪船——“泰坦尼克”號有關(guān)。1912年“泰坦尼克”號首次出航即觸礁沉沒，這件事震驚世界，隨即有人提出用聲學(xué)方法遙測航道上的冰山。緊接著在第一次世界大戰(zhàn)中，出于探測敵方潛水艇的需要，對聲吶的研究得到了進(jìn)一步發(fā)展。通過這些歷史事實(shí)引入下文，可能會引起學(xué)生的極大興趣。在講蝙蝠的聲吶系統(tǒng)之前，可以先回顧一下第一節(jié)“聲速”的概念，通過一個簡單的計(jì)算題使學(xué)生了解“根據(jù)回聲到來的時(shí)間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置”。課本圖1．5－4是B超圖像。在做B超檢查時(shí)，通常是將一束超聲波垂直發(fā)射進(jìn)入人體。超聲波在傳播時(shí)，碰到組織分界面(不同內(nèi)臟器官分界處、內(nèi)臟與骨骼分界處以及異物與組織交界處)時(shí)就會產(chǎn)生反射。反射波會在同一位置被記錄，根據(jù)反射波滯后于發(fā)射波的時(shí)間差，可以知道分界面在體內(nèi)的深度。如果不斷改變發(fā)射探頭的位置，就可以得到與體表相垂直的縱切面的圖像。聲與能量演示演示聲波遞能量時(shí)，用可樂瓶自制的教具演示，效果很明顯。自制教具的做法是：去掉可樂瓶的瓶底，給開口處蒙上橡皮膜并扎緊。對著火焰敲橡皮膜，由于膜的振動，壓縮空氣?？靠諝獾臄D壓，可將燭焰吹滅。超聲波清洗精細(xì)機(jī)械，主要依靠“空化”效應(yīng)。超聲波在清洗液中疏密相間地向前傳播，對液體產(chǎn)生拉伸和擠壓作用，使液體內(nèi)產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的微小氣泡。這些氣泡迅速產(chǎn)生，又迅速閉合，形成的瞬間高壓，超過大氣壓的1000倍。連續(xù)不斷的高壓就像一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達(dá)到物件表面凈化的目的。超聲波清洗方式超過一般的常規(guī)清洗方法，特別是對表面比較復(fù)雜的工件(如鐘表等精密機(jī)械的零件表面凹凸不平)，或?qū)η鍧嵍扔休^高要求的產(chǎn)品(如電子元器件等)，使用超聲波清洗都能達(dá)到很理想的效果。人的發(fā)聲人的發(fā)聲器官在喉頭，由聲帶、軟骨韌帶結(jié)構(gòu)的支架、控制聲帶位置和張力的肌肉群組成。肌肉的活動由神經(jīng)來支配。聲帶位于人體喉腔中部，是附著在內(nèi)壁上的肌肉組織，并呈瓣?duì)?，表面覆以粘膜，具有一定的彈性，是發(fā)聲器官的主要組成部分。兩聲帶間的開口(矢狀裂隙)為聲門裂(俗稱聲門)。從氣管經(jīng)喉頭、咽部至嘴和鼻孔的管道為聲道，如圖1－3所示。當(dāng)空氣從肺部經(jīng)氣管呼出時(shí)，呈一定張力的聲帶，由于受氣流的不斷沖擊，引起振動而發(fā)聲。人的發(fā)聲是多諧的，其基頻的高低取決于聲帶的長短、張力(松緊)和聲門的大??；聲音強(qiáng)度則取決于氣流的大小和速度。說話時(shí)基頻范圍大約為100Hz～300Hz，男聲較低，女聲和童聲圖13人的聲道和喉頭較高。這是由于男人聲帶的質(zhì)量比女人和兒童的大，而張力差不多，所以振動頻率較低的緣故。人發(fā)聲的某些諧波成分可因口、鼻、咽等腔的共振而增強(qiáng)，形成共振峰(表示受迫振動系統(tǒng)的振幅與強(qiáng)迫力頻率之間關(guān)系的曲線，在共振頻率附近，該曲線形似山峰，通常稱為共振峰)。各共振峰的頻率由這些共振腔的大小和形狀決定。發(fā)聲時(shí)通過主動對共振腔的控制便可得到不同的元音。氣流通過聲道時(shí)由于摩擦產(chǎn)生噪聲，通過控制聲道的縫隙便可得到相應(yīng)的輔音。胸腔和頭部也有共振作用，對人聲音的音色有一定的影響。歌唱家的音域在合唱中，一般分四個聲部，這四個聲部的音域(頻率范圍)分別是：女高音246．9Hz～987．8Hz，女低音164．8Hz～659．2Hz，男高音110Hz～440Hz，男低音73．4Hz～293．7Hz。深沉的男低音發(fā)出的最低音的頻率可達(dá)65．4Hz?；ㄇ慌咭舭l(fā)出的最高音的頻率可達(dá)1177．2Hz。聲強(qiáng)級的單位——分貝物理學(xué)上對聲波強(qiáng)弱用聲強(qiáng)來描述，在實(shí)際生活中，人們遇到的聲音的強(qiáng)弱變化范圍很大，從人耳剛能聽到的聲音(聽閾)，其聲強(qiáng)為1pW/m2(10-12W/m2)，到耳朵震痛得難以忍受的聲音，其聲強(qiáng)為1014pW/m2(102W/m2)，相差1014倍。另外，人們感覺到的聲的強(qiáng)弱，并不與聲強(qiáng)的大小成比例，而是與其對數(shù)值成比例。為了方便，聲學(xué)中用聲強(qiáng)的對數(shù)量(叫做聲強(qiáng)級)來表示聲音的大小。對數(shù)的底取10，單位為貝耳，簡稱貝，但是實(shí)際使用中常以1／10貝為單位，叫做分貝。聲強(qiáng)級LI=10lg(I/I0)。其中LI是聲音的聲強(qiáng)級，lg是以10為底的對數(shù)，I是聲音的聲強(qiáng)，I0是聲強(qiáng)的基準(zhǔn)值，等于1pW/m2。如果某個聲音的聲強(qiáng)等于基準(zhǔn)聲強(qiáng)，I/I0=1，LI=0dB；如果I為I0的10倍，LI=10dB；如果I增大為I0的100倍，LI=20dB；如果I是I0的1014倍，LI=140dB。可見，引入聲強(qiáng)級的概念后，就把聲強(qiáng)相差1014倍的變化范圍，改變?yōu)?～14dB的變化范圍，方便了許多。從聲強(qiáng)級的公式可以看出，聲強(qiáng)級每變化10dB，就相當(dāng)于聲強(qiáng)變化10倍；而變化20dB，就相當(dāng)于聲強(qiáng)變化100倍；每變化30dB，就相當(dāng)于聲強(qiáng)變化1000倍。因此聲強(qiáng)級增大或減小20dB或30dB，聲強(qiáng)的變化是很大的?；芈暬芈暿俏覀?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N聲現(xiàn)象。聲波在傳播過程中，碰到大的反射面(如建筑物的墻壁等)在界面將發(fā)生反射，人們把能夠與原聲區(qū)分開的反射聲波叫做回聲。人耳能辨別出回聲的條件是反射聲具有足夠大的聲強(qiáng)，并且與原聲的時(shí)差須大于0．1s。當(dāng)反射面的尺寸遠(yuǎn)大于入射聲波長時(shí)，聽到的回聲最清楚。關(guān)于回聲的應(yīng)用，聲吶裝置可謂典型。課本中介紹的用回聲測海深、測冰山的距離和敵方潛艇的方位，都是由不同功能的聲吶裝置完成的。1912年，英國大商船“泰坦尼克”號在赴美途中發(fā)生了與冰山相撞沉沒的悲劇。這次大的海難事件引起了全世界的關(guān)注，為了尋找沉船，美國科學(xué)家設(shè)計(jì)并制造出第一臺測量水下目標(biāo)的回聲探測儀，用它在船上發(fā)出聲波，然后用儀器接收障礙物反射回來的聲波信號。測量發(fā)出信號和接收信號之間的時(shí)間，根據(jù)水中的聲速就可以計(jì)算出障礙物的距離和海的深淺。第一臺回聲探測儀于1914年成功地發(fā)現(xiàn)了3km以外的冰山。實(shí)際上這就是現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于國防、海洋開發(fā)事業(yè)的聲吶裝置的雛形。第一次世界大戰(zhàn)時(shí)，德國潛水艇擊沉了協(xié)約國大量戰(zhàn)艦、船只，幾乎中斷了橫跨大西洋的海上運(yùn)輸線。當(dāng)時(shí)潛水艇潛在水下，看不見，摸不著，一時(shí)橫行無敵。于是利用水聲設(shè)備搜尋潛艇和水雷就成了關(guān)鍵的問題。法國著名物理學(xué)家郎之萬等人研究并造出了第一部主動式聲吶，1918年在地中海首次接收到(2～3)km以外的潛艇回波。這種聲吶可以向水中發(fā)射各種形式的聲信號，碰到需要定位的目標(biāo)時(shí)產(chǎn)生反射回波，接收回來后進(jìn)行信號分析、處理，除掉干擾，從而顯示出目標(biāo)所在的方位和距離。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭需要，聲吶裝置更趨完善。戰(zhàn)后，人們開始實(shí)驗(yàn)使用軍艦上的聲吶探測魚群。不但測到了魚群，而且還能分辨出魚的種類和大小。人們在此基礎(chǔ)上研制出各種魚探機(jī)，極大地促進(jìn)了漁業(yè)的發(fā)展?；芈曉诘刭|(zhì)勘探中也有廣泛的應(yīng)用。例如在石油勘探時(shí)，常采用人工地震的方法，即在地面上埋好炸藥包，放上一列探頭，把炸藥引爆，探頭就可以接收到地下不同層間界面反射回來的聲波，從而探測出地下油礦。在建筑方面，設(shè)計(jì)、建造大的廳堂時(shí)，必須把回聲現(xiàn)象作為重要因素加以考慮。在封閉的空間里產(chǎn)生聲音后，聲波就在四壁上不斷反射，即使在聲源停止輻射后，聲音還要持續(xù)一段時(shí)間，這種現(xiàn)象叫做混響?；祉憰r(shí)間太長，會干擾有用的聲音。但是混響太短也不好，給人以單調(diào)、不豐滿的感覺。所以設(shè)計(jì)師們須采取必要的措施，例如，廳堂的內(nèi)部形狀、結(jié)構(gòu)、吸聲、隔聲等，以獲得適量的混響，提高室內(nèi)的音質(zhì)。音色音色又稱音品，是聽覺感到的聲音的特色。純音不存在音色問題，復(fù)音才有音色的不同。音色主要決定于聲音的頻譜，即基音和各次諧音的組成，也和波形、聲壓及聲音的時(shí)間特性有關(guān)系，如果留聲機(jī)的唱片反向轉(zhuǎn)動，聲音的頻譜雖然未變，音色卻顯著改變了。這說明音色在很大程度上與各泛音在開始時(shí)和終了時(shí)振幅上升和下降的特點(diǎn)有關(guān)系。音色對電樂器的研制有非常重要的意義。目前正是根據(jù)各種樂器聲音的頻譜、基音和各次諧音的相對強(qiáng)度，用電聲方法進(jìn)行模擬來制作電樂器。音程和音階音程(頻程)指兩個音在頻率上的間隔，可以用這兩個音的頻率之比來表示。如音樂中C大調(diào)的“1”(Do)音的頻率f1=264Hz，“2”(Re)音的頻率f2=297Hz，它們之間的音程為f2/f1=9/8。又如C大調(diào)中的“6”(La)音的頻率f6=440Hz，“7”(Si)音的頻率f7=495Hz，它們之間的音程為f7/f6=9/8?！?”和“2”，“6”和“7”，它們的音程是相等的，即等音程。C大調(diào)中的“1”(Do′)頻率f′1=528，“1”和“1·”之間的音程為f′1/f1=2，這兩個音稱為相差一倍頻程?！?”和“1·”，“2”和“2·”等等，聽起來像一個音，只是后者比前者“尖”，它們的音程都是一倍頻程，在音樂樂理上稱它們之間相距八度，即通常所說的高八度。音樂中由低到高按一定音程的排列叫做音階(也叫樂律)，音階有自然音階(也叫自然律)和等程音階(也叫平均律)兩種，各音的頻率關(guān)系如下表：音階不論怎樣劃分，都是以一個八度為一組，每組音的排列是重復(fù)相同的，即這個八度內(nèi)任意兩個音的音程，同下一個八度內(nèi)對應(yīng)的兩個音的音程是相同的。自然音階在彈奏和弦(如大三和弦)時(shí)聽起來很和諧，但變調(diào)不方便。等程音階雖不如自然音階和諧，但變調(diào)方便，所以樂器都采用等程音階。次聲波次聲波又稱亞聲波，它是一種頻率低于人的可聽聲波頻率范圍的聲波。次聲波的頻率范圍大致為10-4Hz～20Hz。次聲波產(chǎn)生的聲源是相當(dāng)廣泛的，現(xiàn)在人們已經(jīng)知道的次聲源有：火山爆發(fā)、墜入大氣層中的流星、極光、地震、海嘯、臺風(fēng)、雷暴、龍卷風(fēng)、電離層擾動，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，等等。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。我們知道，聲音在大氣層中的衰減，主要是由分子吸收、熱傳導(dǎo)和粘滯效應(yīng)所引起的，相應(yīng)的吸收系數(shù)與聲波頻率的二次方成正比。由于次聲波的頻率很低，所以在傳播過程中大氣對它的吸收系數(shù)很小。例如，空氣對頻率為0．1Hz的次聲波的吸收系數(shù)大約是對頻率為1000Hz的聲波吸收系數(shù)的一億分之一。由于次聲波不容易被吸收，所以它的傳播距離就很遠(yuǎn)。1883年8月27日印度尼西亞的喀拉喀托火山爆發(fā)時(shí)，它所產(chǎn)生的次聲波圍繞地球轉(zhuǎn)了三圈，傳播了十幾萬千米。當(dāng)時(shí)，人們利用簡單的微氣壓計(jì)曾記錄到它。次聲波不但“跑”得遠(yuǎn)，而且它的速度大于風(fēng)暴傳播的速度，所以它就成了海洋風(fēng)暴來臨的前奏曲，人們可以利用次聲波來預(yù)報(bào)風(fēng)暴的來臨。次聲波的應(yīng)用從20世紀(jì)50年代開始，并逐漸廣泛地被人們所重視。次聲波的應(yīng)用前景大致有這樣幾個方面：(1)通過研究自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生的機(jī)理，更深入地研究和認(rèn)識這些自然現(xiàn)象的特征與規(guī)律。例如，利用極光所產(chǎn)生的次聲波，可以研究極光活動的規(guī)律。(2)利用所接收到的被測聲源產(chǎn)生的次聲波，可以探測聲源的位置、大小和研究其他特性。例如，通過接收核爆炸、火箭發(fā)射或者臺風(fēng)產(chǎn)生的次聲波，來探測出這些次聲源的有關(guān)參量。(3)預(yù)測自然災(zāi)害性事件。許多災(zāi)害性的自然現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺風(fēng)等，在發(fā)生之前可能會輻射出次聲波，人們就有可能利用這些前兆現(xiàn)象來預(yù)測和預(yù)報(bào)這些災(zāi)害性自然事件的發(fā)生。(4)次聲波在大氣層中傳播時(shí)，很容易受到大氣介質(zhì)的影響，它與大氣層中的風(fēng)和溫度分布等因素有著密切的聯(lián)系。因此，可以通過測定自然或人工產(chǎn)生的次聲波在大氣中的傳播特性，探測出某些大規(guī)模氣象的性質(zhì)和規(guī)律。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以對大范圍大氣進(jìn)行連續(xù)不斷的探測和監(jiān)視。(5)通過測定次聲波與大氣中其他波動的相互作用的結(jié)果，探測這些活動特性。例如，在電離層中次聲波的作用使電波傳播受到行進(jìn)性干擾，可以通過測定次聲波的特性，進(jìn)一步揭示電離層擾動的規(guī)律。(6)人和其他生物不僅能夠?qū)Υ温暡óa(chǎn)生某些反應(yīng)，而且他(或它)們的某些器官也會發(fā)出微弱的次聲波。因此，可以利用測定這些次聲波的特性來了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動情況。超聲波的應(yīng)用頻率高于人的聽覺上限(約為20000Hz)的聲波，稱為超聲波。超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律，與可聽聲波的規(guī)律并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：傳播特性——超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波的波長越短，這一特性就越顯著。功率特性——當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí)，推動空氣中的微粒往復(fù)振動而對微粒做功，聲波功率就是表示聲波作功快慢的物理量。在相同強(qiáng)度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由于超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的?？栈饔谩?dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，由于液體微粒的劇烈振動，會在液體內(nèi)部產(chǎn)生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而產(chǎn)生幾千到上萬個大氣壓的壓強(qiáng)。微粒間這種劇烈的相互作用，會使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體(如水和油)發(fā)生乳化，并且加速溶質(zhì)的溶解，加速化學(xué)反應(yīng)。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱為超聲波的空化作用。超聲波的技術(shù)應(yīng)用，概括起來主要包括兩個方面：(1)超聲探傷、測厚、測距、醫(yī)學(xué)診斷和成像。在工業(yè)生產(chǎn)中常常運(yùn)用超聲透射法對產(chǎn)品進(jìn)行無損探測(圖1－4)。超聲波發(fā)生器發(fā)射出的超聲波能夠透過被檢測的樣品，被對面的接收器所接收(圖1－4甲)。如果樣品內(nèi)部有缺陷，超聲波就會在缺陷處發(fā)生反射(圖1－4乙)，這時(shí)，對面的接收器便收不到或者不能全部收到發(fā)生器發(fā)射出的超聲波信號。這樣，就可以在不損傷被檢測樣品的情況下，檢測出樣品內(nèi)部有無缺陷。在醫(yī)療診斷中則常采用回聲法：將弱超聲波透入人體內(nèi)部，當(dāng)超聲波遇到臟器的界面時(shí)，便發(fā)生反射和透射。透射入臟器內(nèi)部的超聲波，再遇到界面時(shí)還會再次發(fā)生反射和透射，超聲波接收器專門接收各次的反射波。醫(yī)務(wù)人員根據(jù)所收到的各次反射波的時(shí)間間隔和波的強(qiáng)弱，就能夠了解到臟器的大小、位置及其內(nèi)部的病變等。(2)超聲處理。超聲處理主要是利用它的功率特性和空化作用，改變或者加速改變物質(zhì)的某些物理、化學(xué)、生物特性或狀態(tài)。利用強(qiáng)超聲波進(jìn)行加工、清洗、焊接、乳化、粉碎、脫氣、醫(yī)療、種子處理等，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等各個部門。在工業(yè)上，利用強(qiáng)超聲波對鋼鐵、陶瓷、寶石、金剛石等堅(jiān)硬物體進(jìn)行鉆孔和切削加工。平時(shí)我們用錘子和鋼釬可以一下一下地將堅(jiān)硬的巖石打出洞來，超聲加工也是這個道理。如圖1－5所示，緊壓在工件上的金屬桿叫變幅桿，當(dāng)繞在它上面的線圈中通過交變電流時(shí)，它便產(chǎn)生超聲振動而不斷地敲擊工件。變幅桿下端與工件之間放有金剛砂一類的高強(qiáng)度磨料。在桿的沖擊下，磨料的顆粒就像被錘子敲擊的鋼釬一樣鏨削著工件。雖然變幅桿的伸縮量很小(只有幾十微米)，每次的加工量很小，但由于超聲源的頻率很高，每秒鐘振動在20000次以上，所以工件被“蠶食”的速度是很快的。變幅桿底端的形狀是什么樣，加工出的工件形狀也是什么樣。所以，利用超聲可以加工出形狀復(fù)雜的零件，而且加工的精度和光潔度也都很高。錄音最初的錄音器在1877年由美國人愛迪生發(fā)明，它是非常簡陋的。在一個喇叭形的筒底上裝一塊振動膜，圖1－6第一臺錄音器膜的中央連有突出的鋼針，針尖觸在正在旋轉(zhuǎn)并沿著軸線移動的圓筒上，圓筒上糊著錫紙。對著喇叭說話，薄膜振動，鋼針就在錫紙上刻出深淺不同的溝紋來，聲音就錄在圓筒上了。放音時(shí)，讓圓筒回到原來的位置，鋼針放在原來的起點(diǎn)上，當(dāng)圓筒旋轉(zhuǎn)而鋼針在錫紙的溝紋里劃過而跳動的時(shí)候，相連的薄膜就重復(fù)原來的振動而發(fā)出原來的聲音?，F(xiàn)在，英國的音響博物館還保存有世界上第一次記錄下來的“瑪麗有只小羊羔”的珍貴音響資料。后來，錄音技術(shù)已有很大的進(jìn)步。錄音方法也很多，通常有以下幾種。一種方法是把聲音的機(jī)械振動記錄下來。它的原理和最初的錄音器一樣，只是利用了電子技術(shù)，把機(jī)械振動先轉(zhuǎn)換成便于放大和傳遞的電振動，而且不用錫紙圓筒而用圓盤唱片。而利用唱片把聲音重放出來的裝置是電唱機(jī)。錄音的原理是：聲振動通過話筒轉(zhuǎn)換成電訊號，電訊號放大后驅(qū)動切削刀振動，并在旋轉(zhuǎn)的蠟盤上刻出彎彎曲曲的溝槽來，這便是記錄的聲音。然后用電鍍的方法在蠟盤上鍍上厚厚的一層銅，脫下銅層裝在厚銅板上，就成了壓制唱片的銅模。把這個銅模在熱而軟的膠片上一壓，膠片便成了唱片。一張銅模，像印書一樣，可以印出許許多多唱片(圖1－7)。放音時(shí)，把唱片放在電唱機(jī)上轉(zhuǎn)動(圖1－8)，唱針在唱片的溝槽里劃過，溝槽使唱針振動，針的振動帶動壓電晶體而產(chǎn)生電訊號，電訊號經(jīng)放大器放大后用揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換為聲音。唱片的缺點(diǎn)是記錄的信息較少，放音的時(shí)間較短，不耐用。因唱針在溝槽內(nèi)多次摩擦，造成溝槽磨損，會使放出的聲音“走調(diào)”，而且錄音時(shí)制作銅模的工藝麻煩。它的優(yōu)點(diǎn)是唱片可以大量壓制。另一種方法是把聲振動轉(zhuǎn)換成光信號記錄下來，通常用在電影的配音上，見圖1－9。觀察一條電影膠卷，會看到畫面的邊上有一條透明程度不同的帶，叫做聲道，是記錄聲音的地方。影片放映的時(shí)候，一束燈光透過聲道照在一只光電管上。光電管是把光的變化轉(zhuǎn)變成電的變化的裝置，能隨著光照強(qiáng)度的不