技術(shù)物理 上冊(cè)（第四版）教案 第5章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

第5章機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

引言：在生產(chǎn)實(shí)踐和生活中，除了前幾堂所學(xué)習(xí)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)外，還

廣泛存在另一種運(yùn)動(dòng)一一機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波。例：小鳥(niǎo)飛離枝頭，樹(shù)枝會(huì)振動(dòng)起來(lái)；汽車(chē)行

駛，內(nèi)燃機(jī)里的活塞會(huì)振動(dòng)起來(lái)；機(jī)器開(kāi)動(dòng)，底座會(huì)振動(dòng)起來(lái)；魚(yú)兒跳出水面，水面上不斷

有波紋傳過(guò)；空氣中不斷有聲音（聲波）傳來(lái)……這些都是我們生活中所常見(jiàn)的機(jī)械振動(dòng)和

機(jī)械波。

物體沿著直線(xiàn)或弧線(xiàn)在某一位置（稱(chēng)為平衡位置）附近做來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為機(jī)械

振動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)的傳播形成機(jī)械波，簡(jiǎn)稱(chēng)波。

振動(dòng)和波動(dòng)是非常普遍、非常重要的運(yùn)動(dòng)形式，它們不僅限制在機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍，在熱學(xué)、

電磁學(xué)、光學(xué)、原子和原子核物理學(xué)中都存在。本章我們將學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波。

5-1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

一、教學(xué)目標(biāo)

1.了解機(jī)械振動(dòng)和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的概念。

2.掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的特征。

3.掌握在一次全振動(dòng)過(guò)程中回復(fù)力、加速度隨位移的變化規(guī)律。

4.理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期、頻率、振幅的物理意義。

5.借助彈簧振子模型，滲透物理學(xué)的方法教育。

二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)諧運(yùn)匆的回復(fù)力特征及變化規(guī)律。

（2）加速度、速度、位移等物理量周期性變化的規(guī)律。

難點(diǎn)：（1）回復(fù)力、位移、速度、加速度的方向及大小變化。

（2）理解及判斷機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化。

三、教學(xué)器材

彈簧振子演示儀器、國(guó)片。

四、教學(xué)建議

教法建議

討論、演示實(shí)驗(yàn)、講解。

數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)方案

（一）引入新課

提問(wèn)請(qǐng)同學(xué)們思考：物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)

時(shí)，物體受到什么樣的力作用？

（勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體不受力作用或合力為零，勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)物體受恒力

作用，勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受作用力大小不變、方向變化。）

現(xiàn)在我們將要研究一種更復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，以及機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播一

機(jī)械波。

（二）引出課程內(nèi)容

機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波是自然界中常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式之是既有密切聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別的

兩個(gè)概念。

機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的知識(shí)是學(xué)習(xí)其他形式的振動(dòng)和波的基礎(chǔ)，也是聲學(xué)、地震學(xué)、建

筑力學(xué)、光學(xué)和無(wú)線(xiàn)電等學(xué)科的出發(fā)點(diǎn)。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單最基本的振動(dòng)。本章從分析彈

簧振子的振動(dòng)、單擺的振動(dòng)來(lái)研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特性，然后在此基礎(chǔ)上研究機(jī)械波的形成、

傳播及其特性。

1.機(jī)械振動(dòng)

舉例：微風(fēng)中樹(shù)枝的顫動(dòng)、鐘擺的擺動(dòng)、聲帶的振動(dòng)、地震、游樂(lè)園里的海蹦床等都是

機(jī)械振動(dòng)。

請(qǐng)學(xué)生列舉口常生活和生產(chǎn)中機(jī)械振動(dòng)的例子。

教師演示彈簧振子的振動(dòng)、單擺的振動(dòng)，提問(wèn)學(xué)生振動(dòng)的規(guī)律。

機(jī)械振動(dòng)：物體沿著直線(xiàn)或弧線(xiàn)在某一位置附近作來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為機(jī)械振動(dòng)，

簡(jiǎn)稱(chēng)振動(dòng)。

機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，稱(chēng)為機(jī)械波，簡(jiǎn)稱(chēng)波。

機(jī)械振動(dòng)的特點(diǎn)：物體在某一位置附近作來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。

2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)中最簡(jiǎn)單的一種運(yùn)動(dòng)，彈簧振子和單擺的振動(dòng)都是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下

面以彈簧振子為例，來(lái)分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

（1）彈簧振子：把一根輕彈簧的一端固定，另一端系一個(gè)穿孔小球，如圖1所示，把

它們穿在水平桿上。在彈簧與小球的質(zhì)量相比很小時(shí)，忽略彈簧的質(zhì)量（彈簧稱(chēng)輕彈簧），

且設(shè)水平桿是沒(méi)有摩擦的光滑圓棍，這樣的d1

系統(tǒng)就稱(chēng)為彈簧振子。；,飛X

利用彈簧振子演示儀器演示彈簧的，/uuuu.uu」w1

振子振動(dòng)過(guò)程：'80C、

OTCTOTBTO圖?

引導(dǎo)學(xué)生注意觀(guān)察振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

（2）全振動(dòng)：彈簧振子從某一狀態(tài)起，再次回到這一狀態(tài)時(shí)所完成的振動(dòng)稱(chēng)為一次全

振動(dòng)。

（3）振動(dòng)的位移：取平衡位置。為x軸的原點(diǎn)，向右為x軸正方向建立坐標(biāo)系。

振動(dòng)的位移：振子離開(kāi)平衡位置的距離，方向由平衡位置指向振子所在點(diǎn)。

（4）回復(fù)力：

分析彈簧振子振動(dòng)過(guò)程中的受力情況：

OfB,彈力方向向左，位移方向向右。

BTO,彈力方向向左，位移方向向右。

OTC,彈力方向向右，位移方向向左。

CfO,彈力方向向右，位移方向向左。

可見(jiàn)，振子之所以能在平衡位置附近做往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，原因是有一個(gè)方向總是指向平衡

位置的彈力作用在振子上，我們把使物體回到平衡位置的力稱(chēng)為回復(fù)力。彈簧振子振動(dòng)過(guò)

程中彈力就是回復(fù)力。

回復(fù)力：使物體回到平衡位置的力稱(chēng)為回復(fù)力。

根據(jù)胡克定律，彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量（或縮短量）成正比，即與小球離開(kāi)平衡

位置的位移工成正比，又因彈力總是與位移的方向相反，因此，彈力

F=-kx

負(fù)號(hào)表示回復(fù)力的方向與位移方向相反，女是彈簧的勁度系數(shù)。

（5）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義：物體在與位移成正比而與位移的方向相反的回復(fù)力作用卜.的

振動(dòng)，稱(chēng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

3.描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量

（I）振幅4振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離稱(chēng)為振幅。振幅是表示振動(dòng)強(qiáng)弱的一

個(gè)物理。

（2）周期?。何矬w完成?次全振動(dòng)所需的時(shí)間稱(chēng)為周期。周期是表示振動(dòng)快慢的?個(gè)

物理量。

（3）頻率：振動(dòng)物體在單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為頻率。

頻率的單位：赫茲，（簡(jiǎn)稱(chēng)赫），符號(hào)是Hz.一秒內(nèi)完成一次全振動(dòng)頻率就是1Hz,

IHz=ls'o頻率也是表示振動(dòng)快慢的一個(gè)物理量，它和周期的關(guān)系為

T=—sJcv=—

vT

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率（周期）與振幅無(wú)關(guān)，由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，所以稱(chēng)為系統(tǒng)的固

有頻率（周期）。

（4）固有頻率（周期）：由振動(dòng)系統(tǒng)本身性質(zhì)決定的頻率（周期）。

（5）角頻率。：頻率的2兀倍,稱(chēng)為角頻率。6?=2K/=—

T

角頻率的單位：弧度每秒，符號(hào)是rad/s或s。

4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)

根據(jù)牛頓第二定律，質(zhì)量為m的振子的加速度“=￡=一幺x，即簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，加速度也

mm

跟位移成正比，而與位移的方向相反。這說(shuō)明加速度的方向也始終指向平衡位置。

筒諧運(yùn)動(dòng)中，彈簧振子所受的彈力的大小和方向時(shí)刻改變，加速度的大小和方向也時(shí)刻

3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期、頻率。

4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)

5.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量及轉(zhuǎn)化過(guò)程。

（四）作業(yè)布置

1.P1262、4題2,《技術(shù)物理練習(xí)冊(cè)》（第3版）相關(guān)習(xí)題

（五）教學(xué)說(shuō)明

1.學(xué)生剛接觸變力，而且變化的物理量比較多，比較難理解。講課時(shí)應(yīng)放慢節(jié)奏，通

過(guò)實(shí)驗(yàn)或動(dòng)畫(huà)幫助學(xué)生理解。

2.本節(jié)課去掉了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方程和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像。因?yàn)橐v運(yùn)動(dòng)方程就得介紹角頻

率和相位的概念，這兩個(gè)概念相對(duì)于現(xiàn)在的初中畢業(yè)生難度有些大。而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像必須

在給出運(yùn)動(dòng)方程方可畫(huà)出，建議該部分內(nèi)容根據(jù)學(xué)生具體情況取舍。

5-2單擺*扭擺

一、教學(xué)目標(biāo)

1.理解單擺振動(dòng)定律，明確單擺振動(dòng)可看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件。

2.會(huì)分析單擺振動(dòng)過(guò)程中力、速度、加速度隨位移變化的關(guān)系。

3.了解振動(dòng)圖像的物理意義。

4.通過(guò)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件的學(xué)習(xí)，會(huì)用近似處理方法來(lái)解決物理問(wèn)題。

5.通過(guò)振動(dòng)圖像的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)用圖像法表示事物的變化規(guī)律。

二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力特征及變化規(guī)律。

（2）加速度、速度、位移等物理量周期性變化的規(guī)律。

（3）單擺振利定律，周期公式。

難點(diǎn)：回復(fù)力、位移、速度、加速度的方向及大小變化.

三、教學(xué)器材

單擺演示儀器、圖片，

四、教學(xué)建議

效法建議

討論、演示實(shí)驗(yàn)、講解。

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

（一）引入新課

口常生活中，我們常常見(jiàn)到擺鐘擺錘的振動(dòng)，這種振動(dòng)有什么特點(diǎn)呢？它是根據(jù)什么原

理制成的？擺錘的振動(dòng)類(lèi)似于物理上的一種理想模型一一單擺。

（二）引出課程內(nèi)容

首先通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)單擺。

1.單擺

（1）單擺

一根不能伸縮的細(xì)線(xiàn)（質(zhì)量可忽略），其下端懸掛一個(gè)小球，上端固定在懸點(diǎn)上，然后

撥動(dòng)小球，小球略微移動(dòng)后，就可以在一豎直面內(nèi)左右來(lái)回?cái)[動(dòng)，如圖1所示，這種裝置稱(chēng)

為單擺。宿舍里電線(xiàn)懸掛著的電燈，也可以視為單擺。

做單擺演示實(shí)驗(yàn)。介紹擺長(zhǎng)、擺球、擺角等有關(guān)名詞概念。

提問(wèn)：?jiǎn)螖[運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺球受幾個(gè)力，什么力使擺球在平衡

位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)？

（2）擺球受力分析

擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到重力〃?g和線(xiàn)的拉力片的

作用（為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，忽略阻力）。重力可分解為沿著

懸線(xiàn)方向的分力Q和圓弧相切方向的力凡Q和線(xiàn)的拉

力FT的合力沿?cái)[線(xiàn)指向圓心（懸點(diǎn)），作為擺球運(yùn)動(dòng)的向心力，它只

改變擺球運(yùn)動(dòng)的方向，不改變擺球運(yùn)動(dòng)的快慢，在研究單擺的擺

動(dòng)時(shí)，可以不予考慮。

當(dāng)。＜5°,圓弧仙可以近似地看成弦長(zhǎng)X。分力尸可以近似地看作沿這條直線(xiàn)作

用，它的方向指向平衡位置，它使搜球產(chǎn)生指向平衡位置的加速度。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到平衡位

置的左側(cè)時(shí)，其重力可以按同樣方法進(jìn)行分解，力尸仍指向平衡位置。可見(jiàn)，力戶(hù)是使單

擺振動(dòng)的回復(fù)力，/=M#sin。。在擺角小于5。時(shí)，a角的弧度值近似等于sin。值,

所以Sina*],F=mg—°在考慮了力和位移的方向后F=—mgy

蟹為常量，令蟹=k,貝ijF=-kx

（3）單擺運(yùn)動(dòng)性質(zhì)

在擺角小于5’的情況下，單擺振動(dòng)的回復(fù)力跟位移成正比，而與位移的方向相反，單

擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

2.單擺的周期公式

（1）演示實(shí)驗(yàn)：（為了在短時(shí)間內(nèi)完成演示實(shí)驗(yàn)，可測(cè)5次或10次全振動(dòng)的時(shí)間來(lái)求周

期7)

①擺長(zhǎng)取1m,擺球用鋼球，a<5°,用秒表測(cè)周期。

②擺長(zhǎng)不變，擺球質(zhì)量不變，a<5°,改變振幅，用秒表測(cè)周期。

③擺長(zhǎng)不變，振幅不變，a<5°,改變擺球質(zhì)量（改用鋁球），用秒表測(cè)周期。

④擺球用鋼球，a<5°,振幅不變（同上），改變擺長(zhǎng)（等于上面擺長(zhǎng)的一半），用

秒表測(cè)周期。

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，單擺的周期與擺球質(zhì)量和振幅無(wú)關(guān)。不同擺長(zhǎng)時(shí)的周期比值和其擺長(zhǎng)

的二次方根的比值相等。說(shuō)明單擺的周期與擺長(zhǎng)的二次方根成正比。

如果在地球上不同的位置做此實(shí)驗(yàn)，還可發(fā)現(xiàn)單擺的周期與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊亩畏?/p>

根成反比，由此可得單擺振動(dòng)的規(guī)律。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

單擺振動(dòng)定律：在偏角a<5°情況下，單擺的周期與擺長(zhǎng)的二次方根成正比，與重力加

速度的二次方根成反比，而與擺球的質(zhì)量和振幅無(wú)關(guān)，這就是單擺振動(dòng)定律。

（3）單擺的周期公式丁=2兀產(chǎn)

（4）單擺的等時(shí)性：在偏向很小的情況下，單擺的振動(dòng)周期與振幅無(wú)關(guān)的性質(zhì)稱(chēng)為單

擺的等時(shí)性。

由周期公式可以看出，當(dāng)單擺的擺長(zhǎng)確定時(shí)，擺的振動(dòng)周期就被確定了，這種性質(zhì)稱(chēng)

為擺的等時(shí)性。伽利略利用脈搏跳動(dòng)的次數(shù)計(jì)時(shí)，證實(shí)了擺的等時(shí)性。后來(lái)他利用擺的等時(shí)

性制造了測(cè)量病人脈搏的計(jì)時(shí)器。以后出現(xiàn)了擺鐘一一最早的現(xiàn)代計(jì)時(shí)器。

2.單擺振動(dòng)定律的應(yīng)用

（1）利用單擺計(jì)時(shí)

時(shí)鐘用擺的振動(dòng)周期沖時(shí)，就是單擺等時(shí)性的利用。周期是2s的單擺稱(chēng)為杪擺。

（2）測(cè)定重力加速度

從周期公式可以看出：如果測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)和它的振動(dòng)周期，就可以算出當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

速度。而周期和擺長(zhǎng)都可以簡(jiǎn)單而精確的測(cè)量，所以，單擺又可用來(lái)簡(jiǎn)單而精確地測(cè)定重力

加速度。

3.沙擺和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像

為了便于研究物體的振動(dòng)，常常畫(huà)出振動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的圖像，這種圖像叫振動(dòng)圖

像。如圖2所示的裝置：讓一只裝細(xì)沙的漏斗在一豎直平面里做詢(xún)諧運(yùn)動(dòng)，再在漏斗的下面

放置?塊硬紙板，板上畫(huà)有?根線(xiàn)0/作為時(shí)間軸，這根線(xiàn)要通過(guò)擺的平衡位置并與擺的振

動(dòng)平面垂直。現(xiàn)在我們?cè)诼┒窋[動(dòng)的同時(shí)勻速拉動(dòng)

紙板,從漏斗中漏下來(lái)的沙子就在紙板上記下了各個(gè)

時(shí)亥IJ擺的位置。任何一部分沙子跟。，軸的垂直距離

都等于該時(shí)刻擺的位移的大小，位移的最大值就等

于擺的振幅。沙子連續(xù)不斷地漏下來(lái)，在紙板上就

圖2

形成了擺的振動(dòng)圖像（位移-時(shí)間圖像），如圖3。實(shí)際上，所有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像都是余弦或

正弦曲線(xiàn)。

圖3

4.*扭擺

把一根細(xì)懸絲一端固定，另一端與一個(gè)桿或一個(gè)圓盤(pán)固定在一起所構(gòu)成的裝置叫扭擺。

如圖4。//〃

如果給扭擺施加一個(gè)恒定的外力矩，懸絲將產(chǎn)生II

一個(gè)恢復(fù)力矩，扭擺將轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度。當(dāng)扭擺所受力]“年

矩平衡時(shí)，就可以由懸絲狗扭轉(zhuǎn)力矩求出外力矩和外”o

力的大小。<9癡

庫(kù)侖在1777年發(fā)明的著名的庫(kù)侖扭秤（圖5）<7

就是個(gè)扭擺，庫(kù)侖用它則定了兩個(gè)電荷之間的靜圖4圖§

電力的大小。1798年，卡文迪許用扭秤測(cè)定了萬(wàn)有引力常量。

（三）小結(jié)

1.單擺及單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件。

2.單擺振動(dòng)定律。

3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像。

（四）作業(yè)布置

1.P1292、3、1題2.《技術(shù)物理練習(xí)冊(cè)》（第3版）相關(guān)習(xí)題

（五）教學(xué)說(shuō)明

單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力的來(lái)源是本節(jié)課的難點(diǎn)，教師可以通過(guò)受力分析，來(lái)講授單擺

做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回任力是重力的一個(gè)分力，它總是指向平衡位置。單擺的周期馬振幅、擺球質(zhì)

量無(wú)關(guān)，也不容易理解。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明，則相對(duì)易于理解。

5-3工程實(shí)際中的振動(dòng)

一、教學(xué)目標(biāo)

1.了解阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)現(xiàn)象。

2.了解共振現(xiàn)象，掌握共振條件。

3.了解振動(dòng)圖像的物理意義。

4.了解共振在實(shí)際中的應(yīng)用。

二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：共振現(xiàn)象及變化規(guī)律。

難點(diǎn)：共振振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系。

三、教學(xué)器材

共振擺演示器、圖片，

四、教學(xué)建議

數(shù)法建議

觀(guān)察、演示實(shí)驗(yàn)、討論。

數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)方案

（一）引入新課

物體在平衡位置附近來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為機(jī)械振動(dòng)，它是一種重要運(yùn)動(dòng)形式。從日常生

活到生產(chǎn)技術(shù)以及自然界中到處都存在著振動(dòng)。一切發(fā)聲體都在振動(dòng)，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)總伴隨著

振動(dòng)，海浪的起伏以及地震也都是振動(dòng)，就是晶體中的原子也都在不停的振動(dòng)著。

（二）引出課程內(nèi)容

1.振動(dòng)分類(lèi)

"自由振動(dòng)

Y

.阻尼振動(dòng)

自由振動(dòng)：只受回復(fù):力作用的振動(dòng)是自由振動(dòng)?！?/p>

作自由振動(dòng)的系統(tǒng)，沒(méi)有阻力做功，其機(jī)械能守恒，

因而振動(dòng)振幅保持不變，其振動(dòng)圖像如圖1。

阻尼振動(dòng)：實(shí)際的振動(dòng)因?yàn)橛心Σ恋茸枇ψ饔茫?/p>

系統(tǒng)的機(jī)械能總會(huì)發(fā)生損失，變得越來(lái)越小，系統(tǒng)

不會(huì)持續(xù)的振動(dòng)下去。如實(shí)際的彈簧振子在阻力的

作用下，其振幅越來(lái)越小，最后趨于零。這種由于

阻力的存在，振幅隨時(shí)間不斷減小的振動(dòng)稱(chēng)為阻尼

振動(dòng)。其振動(dòng)圖像如圖2。

在工程實(shí)際中，如果希望振動(dòng)很快消失，就常

采用增大阻尼的方法，如安裝減震墊和減震彈簧。如

果希望振動(dòng)連續(xù)不斷的持續(xù)下去，就要補(bǔ)償由阻尼消耗

掉的能量，這時(shí)所作的振動(dòng)稱(chēng)為受迫振動(dòng)。

2.受迫振動(dòng)

振動(dòng)系統(tǒng)在周期性外力的作用下所進(jìn)行的振動(dòng)，稱(chēng)為受迫振動(dòng)。這種周期性的外力稱(chēng)為

驅(qū)動(dòng)力，受迫振動(dòng)是阻尼振動(dòng)和驅(qū)動(dòng)力引起的振動(dòng)的疊加。但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，阻尼振動(dòng)消失,

系統(tǒng)完全按照驅(qū)動(dòng)力的規(guī)律振動(dòng)。如鐘擺的振動(dòng)，汽缸中活塞的運(yùn)動(dòng)等。圖3中的振子在搖

把的帶動(dòng)下所作的振動(dòng)就是受迫振動(dòng)。穩(wěn)定的受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。

3.共振

由物體本身結(jié)構(gòu)和特征決定的振動(dòng)稱(chēng)為固有振動(dòng)，其頻率稱(chēng)為固有

頻率。

觀(guān)察圖3所示的裝置，先讓彈簧下面懸掛的重物作自由振動(dòng)，記錄i

它的振動(dòng)頻率（或周期），其頻率是系統(tǒng)的固有頻率；然后轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，

轉(zhuǎn)動(dòng)搖把的頻率是驅(qū)動(dòng)力頻率。觀(guān)察振了?的實(shí)際振動(dòng)的頻率，注意到這

兩個(gè)頻率的不同，自由振動(dòng)的頻率是由彈簧振子本身的性質(zhì)

決定，受迫振動(dòng)的頻率是由外來(lái)驅(qū)動(dòng)力的頻率決定。

共振：在物體做受迫振動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率

與物體的固有頻率接近或相等時(shí)，物體的振幅出現(xiàn)極大值的

現(xiàn)象稱(chēng)為共振。圖4是共振振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系圖。

共振的條件：驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。

演示音又的共振。

用兩個(gè)固有頻率完全相同的音叉做如圖5所示實(shí)驗(yàn).請(qǐng)

學(xué)生觀(guān)察所發(fā)生的現(xiàn)象，說(shuō)明原因。

圖5

請(qǐng)學(xué)生回答問(wèn)題：跳水運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行跳板跳水時(shí)，用腳蹬踏跳板的頻率是否應(yīng)接近

跳板的固有頻率？為什么？

4.共振的應(yīng)用

例題火車(chē)車(chē)輪經(jīng)過(guò)鐵軌接縫時(shí)，即發(fā)生一次振動(dòng)。設(shè)車(chē)廂與減震彈簧組成的系統(tǒng)的

固有周期是0.5s,鐵軌的長(zhǎng)度是12.5m,火車(chē)以多大的速度運(yùn)行時(shí)，車(chē)廂的振動(dòng)最劇烈？

火車(chē)司機(jī)應(yīng)當(dāng)采取怎樣的措施避免這種現(xiàn)象？

解車(chē)輪經(jīng)過(guò)鐵軌接縫時(shí)的振動(dòng)可以看作驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)此驅(qū)動(dòng)力的頻率與車(chē)廂的固有頻

率相同時(shí)會(huì)發(fā)生共振，引起車(chē)廂的劇烈振動(dòng)。

設(shè)火車(chē)的速度為八則^=上，s是車(chē)廂的長(zhǎng)度，T可以看作驅(qū)動(dòng)力的周期。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力

T

的周期等于系統(tǒng)的固有周期時(shí)，有7=f=0.5s

v

12.5m

則=25m/s=90km/h

0.5s

即當(dāng)車(chē)速等于90km/h時(shí)，列車(chē)振動(dòng)的最劇烈，司機(jī)行車(chē)應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離這個(gè)速度。

為了避免共振造成的破壞，應(yīng)該設(shè)法使驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率相差很遠(yuǎn)。

共振現(xiàn)象普遍存在于力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)及分子、原子物理學(xué)等幾乎所有物理學(xué)領(lǐng)域。

共振有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。如音響設(shè)備中揚(yáng)聲器紙盆H勺振動(dòng)，各種弦樂(lè)器中音腔薄木板

隨琴弦的振動(dòng)等利用了“力學(xué)共振”；電磁波的接收和發(fā)射利用了“電磁共振”；激光的

產(chǎn)生利用了“光學(xué)共振”；醫(yī)療技術(shù)中則有“核磁共振”等。

最早的共振實(shí)驗(yàn)是我國(guó)的紙人共振實(shí)驗(yàn)。宋代的科學(xué)家沈括巧妙地利用共振原理設(shè)計(jì)

出J'在琴弦上跳舞的小人：先把琴或瑟的各弦按平常演奏需要調(diào)好，然后剪一些小小的紙

人夾在各弦上。當(dāng)彈動(dòng)不夾紙人的某一弦線(xiàn)時(shí)，凡是和它共振的弦線(xiàn)上的紙人就會(huì)隨著音

樂(lè)跳躍舞動(dòng)。

弦樂(lè)器中的共鳴箱（如圖6）、無(wú)線(xiàn)電中的電諧振等，就是使系統(tǒng)a.

固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率相同，發(fā)生共振。我們?cè)诮ㄖさ亟?jīng)常可以

看到，建筑工人在澆灌混凝土的墻壁或地板時(shí)，為了提高質(zhì)量，總是

一面灌混凝土，一面用振蕩器進(jìn)行震蕩，使混凝土之間由于振蕩的作

用而變得更緊密、更結(jié)實(shí)。核磁共振成像（MRI）是利用收集磁共振現(xiàn)象

所產(chǎn)生的信號(hào)而重建圖像的成像技術(shù)。MRI可以使CT顯示不出來(lái)的病變二歲F

顯影，是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中的又?重大發(fā)展。此外，粉碎機(jī)、測(cè)振儀、

圖6

電振泵、測(cè)速儀等，也都是利用共振現(xiàn)象進(jìn)行工作的。

但在某些情況下，共振現(xiàn)象也可能造成危害。例如：當(dāng)軍隊(duì)過(guò)橋的時(shí)候，整齊的步伐

能產(chǎn)生振動(dòng)。如果它的頻率接近于橋梁的固有頻率，就可能使橋梁共振，以致斷裂。18世

紀(jì)中葉，法國(guó)昂熱市一?座102m長(zhǎng)的大橋上有一隊(duì)士兵經(jīng)過(guò)。當(dāng)他們?cè)谥笓]官的口令下邁

著整齊的步伐過(guò)橋時(shí)，橋梁突然斷裂，造成226名官兵和行人喪生。究其原因是共振造成

的。1940年，美國(guó)的全長(zhǎng)860m的塔柯姆大橋因大風(fēng)引起的共振而塌毀（見(jiàn)圖7）。

圖7

人們?cè)谏詈蜕a(chǎn)中會(huì)接觸到各種振動(dòng)源。由科學(xué)測(cè)試知道人體各部位有不同的固有

頻率，如眼球的固有頻率最大約為60Hz,顱骨的固有頻率最大約為200Hz等；把人體作為

一個(gè)整體來(lái)看，水平方向的固有頻率約為3?6Hz,豎直方向的固有頻率約為4?8Hz。

因此，跟振動(dòng)源十分接近的操作人員，如拖拉機(jī)駕駛員，風(fēng)鎬、風(fēng)鏟、電鋸、錨釘機(jī)的操

作工，在工作時(shí)應(yīng)盡量使這些振動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)頻率遠(yuǎn)離人體有關(guān)部位的固有頻率。所以，為

了保障工人的安全與健康，有關(guān)部門(mén)已做出了相應(yīng)規(guī)定，要求用手工操作的各類(lèi)振動(dòng)機(jī)械

的頻率必須大于20Hzo

（三）小結(jié)

1.工程實(shí)際中的振動(dòng)都是阻尼振動(dòng)。

2.強(qiáng)調(diào)共振的條件。

（四）作業(yè)布置

1.P1332題2.《技術(shù)物理練習(xí)冊(cè)》（第3版）相關(guān)習(xí)題

（五）教學(xué)說(shuō)明

共振現(xiàn)象是本節(jié)課程的重點(diǎn)，應(yīng)通過(guò)大量事實(shí)說(shuō)明共振在工程技術(shù)上的應(yīng)用，使學(xué)生

理解共振的規(guī)律，趨利避宙。

5-4機(jī)械波

一、教學(xué)目標(biāo)

1.了解機(jī)械波的形成過(guò)程。

2.掌握橫波和縱波的特征，了解波與振動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系，知道波是能量傳遞的一

種方式。

3.理解波長(zhǎng)、波速和頻率的概念。

4.能用波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系u=（=/進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。

二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：1.機(jī)械波的形成過(guò)程。

2.波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系=

難點(diǎn)：機(jī)械波的形成過(guò)程。

三、教學(xué)器材

橫波、縱波演示儀，圖片。

四、教學(xué)建議

效法建議

觀(guān)察、演示實(shí)驗(yàn)、討論。

效學(xué)設(shè)計(jì)方案

（一）引入新課

俗話(huà)說(shuō)“一石激起千層浪"，當(dāng)你

向平靜的水面投一小石子，會(huì)看到水

面上一圈圈起伏不平的波紋由石落處

逐漸向四周傳播出去，這一圈圈起伏

不平的波紋就是水波（圖1）。水波是

圖1

一種機(jī)械波。

（二）引出課程內(nèi)容

1.機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播，稱(chēng)為做機(jī)械波，簡(jiǎn)稱(chēng)波。

（1）產(chǎn)生機(jī)械波的條件

波源：產(chǎn)生機(jī)械波的振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)C

彈性介質(zhì)：傳遞機(jī)械波的彈性介質(zhì)。

產(chǎn)生機(jī)械波的條件；同時(shí)存在波源和彈性介質(zhì)。

（2）橫波

①橫波的定義：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂宜的波稱(chēng)為橫波。

如圖2所示，用手握住繩子的一端上下抖動(dòng)，就會(huì)看到凸凹相間的波向繩的另一端傳

，二0

123456789101112131415161718

設(shè)想把繩子分成許多小部分，把每個(gè)小部分看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。這樣，可以把繩子看作是由

一個(gè)個(gè)相互聯(lián)系的質(zhì)點(diǎn)組成的，并假設(shè)在沒(méi)有發(fā)生振動(dòng)之前相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離都相等，如圖

3所示。設(shè)想質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下，在跟繩垂直的方向.上做受迫振動(dòng)。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)1離開(kāi)平衡位置

向上運(yùn)動(dòng)以后，繩就發(fā)生了形變，這樣就產(chǎn)生了使質(zhì)點(diǎn)2向上運(yùn)動(dòng)的彈力。同樣，在質(zhì)點(diǎn)2

向上運(yùn)動(dòng)以后，又將產(chǎn)生使質(zhì)點(diǎn)3隨著運(yùn)動(dòng)的彈力等等。這樣，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都牽動(dòng)后面

的質(zhì)點(diǎn)，而后面的質(zhì)點(diǎn)總比它前面的質(zhì)點(diǎn)滯后一點(diǎn)振動(dòng)。從整體上看才形成凸凹相間的波向

前傳播。

③波峰和波谷

橫波中，凸起的最高點(diǎn)稱(chēng)為波峰，凹下的最低點(diǎn)稱(chēng)為波谷。橫波在傳播時(shí)，波峰和波谷

交替向前傳播。

（3）縱波

①縱波的定義：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在?條直線(xiàn)上的波稱(chēng)為縱波。

如圖4所示，把一根長(zhǎng)的螺旋彈簧的一端固定，另一端連接一個(gè)金屬球，球固定在鋼片

上，當(dāng)金屬球沿彈簧方向左右振動(dòng)時(shí)，在彈簧上就有疏密相間的彈簧波向右傳去，彈簧波就

是一種縱波。

圖4

②縱波的形成過(guò)程：在彈簧波中，由于金屬球沿著彈簧的方向振動(dòng)，與金屬球相連的

那部分彈簧依次帶動(dòng)后面的每一小段彈簧，且后一小段彈簧總比前一小段滯后一點(diǎn)振功。由

于彈簧是在左右振動(dòng)，因而從總體上看形成的是疏密相間的波（見(jiàn)圖5）。

圖5

2.描述機(jī)械波的特征量

（1）周期和頻率：波動(dòng)的周期等

于波源的周期：波動(dòng)的頻率等于波

源的頻率。

周期和頻率的關(guān)系為

了」或/」

fT

⑵波長(zhǎng)：在一個(gè)周期的時(shí)間

圖6

內(nèi)，振動(dòng)在介質(zhì)內(nèi)的傳播電離，稱(chēng)為波長(zhǎng)。常用字母2來(lái)表示自位：m。

橫波上兩個(gè)相鄰波峰之間的距離，或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離，都等于波長(zhǎng)。縱波上

兩個(gè)相鄰的密部（或疏部）中心之間的距離，都等于波長(zhǎng)。

⑶波速：在波動(dòng)過(guò)程中，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的速度稱(chēng)為做波速，它的大小是由介質(zhì)本

身的性質(zhì)決定的。

3.波速、波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系

在均勻介質(zhì)中，振動(dòng)是勻速傳播的，也就是說(shuō)，波速是常量。這時(shí)，波長(zhǎng)等于波速跟周

期的乘積，即

2=vT或v=2/

即波的速度等于波長(zhǎng)和頻率的乘積。這個(gè)關(guān)系雖然是由機(jī)械波中得到的，但它對(duì)電磁波

也是適用的。

例題一列聲波，頻率為400Hz,求它在空氣中和水中的波長(zhǎng)。

解已知.尸400Hzvi=331m/sv2=\440m/s

則該聲波在空氣中的波長(zhǎng)為

4=工=型

m=0.83m

f400

在水中的波長(zhǎng)為

】心1440,/

/^=-=------m=3.6m

-f400

4.波是能量傳遞的一種方式

在波動(dòng)過(guò)程中，傳播出去的只是運(yùn)動(dòng)的形式一一振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨著波?起向前

傳播，它們?nèi)砸愿髯缘钠胶馕恢脼橹行脑谡駝?dòng)。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)都具有能量，因此，在傳播振動(dòng)

的同時(shí):也伴隨著能量的傳遞。這些能量是從波源通過(guò)前面的質(zhì)點(diǎn)依次傳來(lái)的。由于能量的

傳遞，波源的能顯將逐漸減少，振幅也就越來(lái)越小。如果給波源持續(xù)地供應(yīng)能量，那么，能

量就會(huì)持續(xù)地以波的形式向外傳遞?？梢?jiàn)，波是能量傳遞的一種方式。

（三）小結(jié)

1.機(jī)械波的概念、產(chǎn)生的條件、形成過(guò)程。

2.橫波和縱波的特征。

3.波速、波K和頻率的關(guān)系。

（四）作業(yè)布置

1.P1365、6題2.《技術(shù)物理練習(xí)冊(cè)》（第3版）相關(guān)習(xí)題

（五）教學(xué)說(shuō)明

機(jī)械波對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)不好理解，尤其是機(jī)械波的形成過(guò)程及描述。波傳遞的是振動(dòng)的形式,

質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳遞，振動(dòng)和波的區(qū)別與聯(lián)系等，學(xué)生理解起來(lái)也有一定的困難。因此，需通

過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)分析論證，使學(xué)生易于接受。

5-5波的特性

一、教學(xué)目標(biāo)

1.理解波的疊加原理。

2.了解波的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象。

3.理解波的干涉條伶和衍射條件.

二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：1.波的疊加原理。

2.波的干涉現(xiàn)象。

難點(diǎn)：波的疊加原理。

三、教學(xué)器材

發(fā)波水槽，干涉和衍射圖片。

四、教學(xué)建議

數(shù)法庭議

觀(guān)察、演示實(shí)驗(yàn)、討論。

數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)方案

（一）引入新課

當(dāng)介質(zhì)中同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的波源存在時(shí)，每個(gè)波源所產(chǎn)生的波會(huì)不會(huì)因其他波

的存在而改變其傳播規(guī)律呢？我們?cè)诒竟?jié)學(xué)習(xí)兩列波在同一空間傳播所表現(xiàn)出的特性。

（二）引出課程內(nèi)容

問(wèn)題1：在音樂(lè)廳里，為什么我們可以聽(tīng)到各種樂(lè)器同時(shí)發(fā)出的聲波？

引導(dǎo)學(xué)生回答：各種樂(lè)器發(fā)出的聲波相遇時(shí)，仍保持自己的傳播規(guī)律，互不影響。

問(wèn)題2：如圖1,取一根長(zhǎng)繩，兩位同學(xué)在這根水平長(zhǎng)繩的兩端分別向上抖動(dòng)一下，其

他同學(xué)觀(guān)察現(xiàn)象。

引導(dǎo)學(xué)生回答：兩人各抖動(dòng)--下后，會(huì)有兩個(gè)凸起狀態(tài)在繩上相向傳播。兩列波相遇穿

過(guò)時(shí)，凸起變大（振幅增大），彼此穿過(guò)后，兩個(gè)凸起繼續(xù)以原來(lái)的高度傳播，波的形狀和

傳播的情形跟相遇前一樣，

問(wèn)題3：兩個(gè)同方向的凸起疊加扔

進(jìn)去兩個(gè)石子，請(qǐng)觀(guān)察水波的傳播特點(diǎn)。

引導(dǎo)學(xué)生回答：兩列環(huán)形的水波獨(dú)立傳

播，但在兩列波相遇的區(qū)域有第三種條紋出

現(xiàn)。

1.波的疊加原理

（1）波的獨(dú)立傳播原理：兒列波相遇后，每列波都像相遇前一樣，保持各自原來(lái)的波形,

繼續(xù)向前傳播，這是波的獨(dú)立傳播特

性。也稱(chēng)為波的獨(dú)立傳播原理。圖2

⑵波的疊加原理：匚列波在介質(zhì)中相遇時(shí)，每列波將保持自己的傳播規(guī)律而獨(dú)立地傳

播，在各列波相遇的區(qū)域里，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是這幾列波在該點(diǎn)激起的振動(dòng)的合成。這一規(guī)律稱(chēng)

為波的疊加原理。

由于幾列波相遇時(shí)，相遇區(qū)域里質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是這幾列波在該點(diǎn)激起的振動(dòng)的合成。因此,

相遇區(qū)域里一些點(diǎn)的振動(dòng)可能加強(qiáng)，?些點(diǎn)的振動(dòng)可能減弱。某時(shí)刻兩列波的波峰（或波谷）

同時(shí)到達(dá)某點(diǎn)，則該點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，它的振幅為兩列波在該點(diǎn)的振幅之和；如果一列波的波

峰和另一列波的波谷同時(shí)到達(dá)，則它們的振動(dòng)減弱，其振幅為兩列波在該點(diǎn)的振幅之差。

一般說(shuō)來(lái)，頻率、振動(dòng)方向等都不相同的幾列波相遇時(shí)，疊加的情況是十分復(fù)雜的。我

們只討論一種最簡(jiǎn)單的重要情況：兩個(gè)頻率相同，振動(dòng)方向也相同的波源產(chǎn)生的兩列波的疊

加情況，即相干波的疊加，

2.波的干涉

（1）相干波源：振動(dòng)頻率相同，振動(dòng)方向也相同的波源稱(chēng)為相干波源。

（2）相干波：相干波源產(chǎn)生的波稱(chēng)為相干波。

把兩根金屬絲固定在金屬薄片上，讓兩根金屬絲的下端剛剛跟水面接觸，當(dāng)金屬片振

動(dòng)起來(lái)的時(shí)候，兩根細(xì)金屬絲就周期性地接觸水面，形成兩個(gè)頻率、振動(dòng)方向都相同的相

干波源。從這兩個(gè)相干波源發(fā)出的兩列波長(zhǎng)相同的水波，它們?cè)谒姣B加后，就出現(xiàn)有些

地方振動(dòng)始終加強(qiáng)，有些地方振動(dòng)始終減弱的現(xiàn)象。如上面的圖2所示。

圖3

經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，這兩列波都向前傳播了半個(gè)波長(zhǎng)￡-，7.寸力點(diǎn)為波谷和波谷相遇，力點(diǎn)

的振幅等于兩列波的振幅之和，始終是波峰與波峰疊加或者是波谷與波谷疊加，所以1點(diǎn)的

振動(dòng)總最強(qiáng)。從圖中可以看出，疊加后振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)都在實(shí)線(xiàn)。。上。乂如某時(shí)刻，在某一

點(diǎn)（如8點(diǎn)）是第一列波的波谷和第二列波的波峰相遇，那么經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，這一點(diǎn)為第一列

波的波峰和第二列波的波谷相遇，再過(guò)半個(gè)周期，這一點(diǎn)又是第一列波的波谷和第二列波

的波峰相遇，這樣《點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之差，所以〃點(diǎn)的振動(dòng)總是最弱。從圖中可

以看出，兩列波疊加后振動(dòng)最弱的點(diǎn)都在虛線(xiàn)助上，和助的位置是互相間隔的。在M和

協(xié)之間的各點(diǎn)也是各以一定的振幅在振動(dòng)，它們的振幅介于上述最大值和最小值之間C

由上述分析可知，相干波疊加使介質(zhì)中的各點(diǎn)各以一定的振幅在振動(dòng)，而且振動(dòng)最強(qiáng)和

振動(dòng)最弱的位置互相間隔，這種現(xiàn)象稱(chēng)為波的干涉。

（3）波的干涉：相干波疊加使介質(zhì)中的各點(diǎn)各以一定的振幅在振動(dòng)，而且振動(dòng)最強(qiáng)和

振動(dòng)最弱的位置互相間隔，這種現(xiàn)象稱(chēng)為波的干涉。

一般非相干波，疊加后不會(huì)出現(xiàn)這種穩(wěn)定的干涉圖樣。

干涉現(xiàn)象是波動(dòng)的重要特性之一。不僅水波能發(fā)生干涉現(xiàn)象，其他種類(lèi)的相干波在疊加

時(shí)也會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。因此，人們常用這種特性來(lái)判斷某種運(yùn)動(dòng)是否具有波動(dòng)性。

3.波的衍射

圖4

（1）波的衍射：如圖4,水波繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象稱(chēng)為波的衍射。湖面上的水波能夠

繞過(guò)蘆葦或小的障礙物繼續(xù)向前傳播、海里的波浪能繞過(guò)礁石、聲音能繞過(guò)墻壁等都是波的

衍射，光也能繞過(guò)非常微小的障礙物發(fā)生衍射現(xiàn)象。

（2）衍射條件:

演示實(shí)驗(yàn)：在水槽里放障礙物，觀(guān)察水波通過(guò)障礙物后的傳播特性。

①水波槽中放置一個(gè)比波長(zhǎng)大得多的擋板，觀(guān)察波的傳播情況。

②水槽中換一個(gè)縮短一些的擋板（圖6）,觀(guān)察波的傳播情況。

③水波槽中放置一個(gè)長(zhǎng)度和波長(zhǎng)差不多的擋板（圖7）,觀(guān)察波的傳播情況。

在障礙物的寬度比波長(zhǎng)大得多的情況卜，波在擋板后面的傳播就如同光線(xiàn)沿直線(xiàn)傳播

一樣，在擋板后面留下了“陰影區(qū)在障礙物的寬度減小時(shí)，水波繞到擋板后面繼續(xù)傳播,

出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，見(jiàn)圖6。在障礙物的寬度跟波長(zhǎng)相差不多的情況下，波完全繞到「障礙物的

后面，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。

④在水波槽中放置一寬度可調(diào)節(jié)的狹縫（圖8）,觀(guān)察水波通過(guò)不同寬度的狹縫后的傳

播情況。

圖8圖9

當(dāng)狹縫寬度跟波長(zhǎng)相比非常大時(shí)，水波沿直線(xiàn)傳播，障礙物后面有“陰影”區(qū)，觀(guān)察不

到衍射現(xiàn)象。當(dāng)狹縫寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，障礙物后面有明顯的衍射現(xiàn)象；水波經(jīng)過(guò)細(xì)小

的狹縫時(shí)，如圖9,在狹縫后面整個(gè)區(qū)域里傳播著以狹縫為中心的環(huán)形水波。

⑤在水波槽里放置某一寬度的狹縫，并保持寬度不變。調(diào)解振源的頻率（改變振源彈

片的長(zhǎng)度）,使水波波長(zhǎng)逐漸變小,當(dāng)波長(zhǎng)比狹縫的寬度小很多時(shí),衍射現(xiàn)象變得不明昂了c

可見(jiàn)，當(dāng)狹縫或障礙物的大小比波長(zhǎng)大得多時(shí)，波的衍射不明顯；只有當(dāng)障礙物或狹縫

的大小跟波長(zhǎng)差多或比波長(zhǎng)更小時(shí)，波的衍射才明顯。

衍射的條件：障礙物或狹縫的大小跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)更小。

（三）小結(jié)

干涉和衍射是波動(dòng)的重要特征，只有波才具有干涉和衍射現(xiàn)象，具有干涉和衍射現(xiàn)象的

運(yùn)動(dòng)一定是波動(dòng)。

（四）作業(yè)布置

1.P1381、2、3題2.《技術(shù)物理練習(xí)冊(cè)》（第3版）相關(guān)習(xí)題

（五）教學(xué)說(shuō)明

波的疊加原理和干涉、衍射現(xiàn)象較抽象，建議結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)或多媒體教學(xué)觀(guān)察干涉和衍

射現(xiàn)象，再用圖解法分析形成干涉的原因。衍射現(xiàn)象比較好理解，但在分析產(chǎn)生明顯衍射的

條件后，學(xué)生會(huì)認(rèn)為只有在障礙物的大小跟波長(zhǎng)差不多時(shí)，才會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。

5-6聲波

一、教學(xué)目標(biāo)

1.了解聲波、超聲波和次聲波的范圍。

2.了解噪聲的危害，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。

3.了解多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象。

二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：1.聲波的范圍。

2.噪聲的危害。

難點(diǎn)：多普勒效應(yīng)。

三、教學(xué)器材

發(fā)波水槽，干涉和衍射圖片。

四、教學(xué)建議

數(shù)法疑議

講述、討論。

數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)方案

（一）引入新課

聲音是怎樣產(chǎn)生的？為什么有些聲音人們能聽(tīng)見(jiàn)，有些聲音人們聽(tīng)不見(jiàn)，而動(dòng)物卻能聽(tīng)

見(jiàn)（如蝙蝠）？為什么在月球上聽(tīng)不見(jiàn)人們的聲音？聲音就是一種波動(dòng)，稱(chēng)為聲波。

（二）引出課程內(nèi)容

1.聲波

（1）聲源：各種振匆的發(fā)聲物體稱(chēng)為聲源。

（2）聲波：聲源的振動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播就是聲波。其頻率在20?20000Hz范圍之

內(nèi)，能夠引起人的聽(tīng)覺(jué)的稱(chēng)為聲波或可聞聲波。

次聲波：頻率低于20Hz,稱(chēng)為次聲波。

超聲波：頻率高于20000Hz,稱(chēng)為超聲波。

（3）傳播聲波的介質(zhì)：聲波的傳播需要介質(zhì)，氣體、液體、固體都可以傳播聲波。在不

同的介質(zhì)中，聲波的傳播速度不同。在近地空氣中聲音的傳播速度是340m/s。

表5T列出了?些介質(zhì)中的聲波（教師介紹講解）

*5-1一些介質(zhì)中的聲速

介質(zhì)聲速“/(m?s'1)介質(zhì)聲速v/(m?8'')

空氣（0七）331酒精1240

空氣（15340松木3600

水1440水泥3100

海水1500鋼、鋁5000

（4）空氣中的聲波是縱波，見(jiàn)圖1。在氣體或液體中，聲波是縱波.在固體中聲波既有

圖1

（5）聲波遇到障礙物也會(huì)發(fā)生反射、干涉和衍射。

圖2圖3

聲波在遇到障礙物時(shí)被反射回來(lái)的現(xiàn)象稱(chēng)為聲波的反射.反射【可來(lái)的聲波傳到耳朵里，

就是回聲。如果回聲到達(dá)人耳比原聲滯后0.1s以上，我們就能把回聲與原聲區(qū)分開(kāi)來(lái)（圖

2）。

聲波與機(jī)械波一樣，也能發(fā)生干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象.聲波的波長(zhǎng)約在1.7cm到17m之間，

一般常見(jiàn)的障礙物或孔的大小可與之相比，故聲波的衍射現(xiàn)象很常見(jiàn)，“聞其聲不見(jiàn)其人”

就是聲波的衍射現(xiàn)象（圖3）。

聲波的共振現(xiàn)象稱(chēng)為共鳴.兩個(gè)頻率相同的音叉放在一起，當(dāng)其中一個(gè)音叉振動(dòng)時(shí)，產(chǎn)

生的聲波傳到另一個(gè)吾叉，對(duì)它產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力，由于兩音叉的頻率相同，所以后一個(gè)

音叉將作振幅最大的受迫振動(dòng)，即發(fā)生了共鳴。

（6）次聲波和超聲波具有不同于可聞聲波的一些特性，在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究中有

許多重要應(yīng)用.

次聲波的波長(zhǎng)比可聞波波長(zhǎng)長(zhǎng)，次聲波的傳播距離紋遠(yuǎn),地震、臺(tái)風(fēng)、核爆炸、火箭起

飛都能產(chǎn)生次聲波。

超聲波的波長(zhǎng)比可聞波波長(zhǎng)短得多，它基本上沿直線(xiàn)傳播。超聲波的穿透能力很強(qiáng)，能

穿透幾米厚的金屬。超聲波在液體中傳播時(shí)，可使液體內(nèi)部產(chǎn)生相當(dāng)大的液壓沖擊。超聲波

可以用來(lái)制造各種乳膠，顆粒極細(xì),而且超聲波在診斷、醫(yī)療和衛(wèi)生工作中，也有廣泛的應(yīng)用。

2.樂(lè)音

由有規(guī)律的振動(dòng)發(fā)出的聲音，稱(chēng)為樂(lè)音。音調(diào)、響度和音品是樂(lè)音的三個(gè)要素?。音調(diào)

的高低取決于聲波頻率的大小，男聲音調(diào)較低，女聲，童聲音調(diào)較高。響度是人耳對(duì)聲音強(qiáng)

弱的主觀(guān)感覺(jué)。響度與頻率和聲波的強(qiáng)度（聲強(qiáng)）有關(guān)，同一頻率的聲音，聲強(qiáng)越大，響度

越大。樂(lè)器發(fā)出的聲音，是由頻率和振幅各不相同的許多純音組成的。其中頻率最低的稱(chēng)為

基音，其余的頻率則為基音的整數(shù)倍，稱(chēng)為泛音。泛音的多少，泛音頻率和振幅的大小，決

定了音品，反映了不同樂(lè)器聲音的特點(diǎn)。

3.聲強(qiáng)和聲強(qiáng)級(jí)

聲波的強(qiáng)度稱(chēng)為聲強(qiáng)。對(duì)于1000Hz的聲波，人剛能聽(tīng)到的聲強(qiáng)約為10"w/m2,引

起耳膜痛感的聲強(qiáng)高達(dá)lOW/m2,二者相差10皚倍。這樣大的聲強(qiáng)范圍，使用起來(lái)很不方便。

于是人們使用對(duì)數(shù)來(lái)反映聲強(qiáng)的大小，稱(chēng)為聲強(qiáng)級(jí)。對(duì)于聲強(qiáng)為/的聲波，其聲強(qiáng)級(jí)為

L=10Ig—dB°

A）

式中：/為聲波的聲強(qiáng)，單位是W/n?；

122

/o為基準(zhǔn)聲強(qiáng)。/0=10W/m,這是人耳可以感覺(jué)到的最低聲強(qiáng)；

L是聲強(qiáng)為/的聲波的聲強(qiáng)級(jí)，單位是分貝，符號(hào)是dB。分貝是貝爾（B）的分?jǐn)?shù)單

位，ldB=10"B。分貝是我國(guó)的法定計(jì)量單位。

人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的感覺(jué)一一響度基本與聲強(qiáng)級(jí)成正比。人耳聽(tīng)到的聲波的聲強(qiáng)級(jí)在

。?120dB之間，低于OdB就不能引起聽(tīng)覺(jué)，超過(guò)120dB,只能引起痛覺(jué)。表5-2是常遇

到的一些聲音的聲強(qiáng)級(jí)。（教師介紹講解）

表5-2一些聲音的大妁聲強(qiáng)級(jí)

聲源聲強(qiáng)級(jí)L/dB人的感覺(jué)

剛能引起聽(tīng)覺(jué)的聲音0靜

樹(shù)葉沙沙聲10極輕

耳語(yǔ)20輕

閱覽室40輕

通常的談話(huà)60正常

交通繁忙的街道70響

高音喇叭90吵鬧

鑿巖機(jī)、鯽釘機(jī)100賽耳

紡織車(chē)間110裳耳

引起痛覺(jué)的聲音120難受

例題一次報(bào)告會(huì)上，報(bào)告者的聲強(qiáng)為2.16X10-3W/nR計(jì)算其聲強(qiáng)級(jí)。

解聲強(qiáng)/=2.16X10-3w/nf,則

聲強(qiáng)級(jí)L=lOlg（//7o）=lOlg（2.l6X10-V10-,2）dB=93.3dB

這是一個(gè)不小的聲強(qiáng)級(jí)。

4.噪聲

從物理性質(zhì)的角度說(shuō)，聲源做無(wú)規(guī)則的、斷斷續(xù)續(xù)的、非周期性的振動(dòng)所產(chǎn)生的聲音就

是噪聲。但是通常還從人的生理和心理的角度，把那些不需要的、使人煩躁的聲音都劃為噪

聲。

（1）噪聲

沒(méi)有規(guī)律的聲音、干擾人們生活的聲音都是噪聲。

（2）噪聲的來(lái)源

噪音污染主要來(lái)源于交通運(yùn)輸、車(chē)輛鳴笛、工業(yè)噪音、建筑施工、社會(huì)噪音如音樂(lè)廳、

高音喇叭、早市和人的大聲說(shuō)話(huà)等。

3.噪聲的控制

我國(guó)頒布的“城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)”，見(jiàn)表5-3（教師介紹講解）。

表5-3中國(guó)城市各類(lèi)區(qū)域中允許的環(huán)境?聲級(jí)

等效噪聲級(jí)L/dB

類(lèi)別適用區(qū)域

晝間夜間

療養(yǎng)區(qū)、高娛別里區(qū)、高級(jí)賓情區(qū)等特別

。類(lèi)需要安靜的區(qū)域（位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類(lèi)5040

區(qū)域分別按產(chǎn)于0類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)5dB執(zhí)行）

以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域

1類(lèi)5545

（鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照?qǐng)?zhí)行）

2類(lèi)居住、裔業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)6050

3類(lèi)工業(yè)區(qū)6555

城市中的道路交通干線(xiàn)兩側(cè)區(qū)域，

穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩例區(qū)域.

4類(lèi)7055

穿越城區(qū)的鐵路干城兩蜴區(qū)域（不通過(guò)火

車(chē)時(shí)的噪聲水平）

5.多普勒效應(yīng)

多普勒效應(yīng)：當(dāng)波源或接收器（觀(guān)察者）相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收器所測(cè)得的頻率不等于

波源振動(dòng)頻率的現(xiàn)象稱(chēng)為多普勒效應(yīng)。

（1）波源和觀(guān)察者者;相對(duì)于介質(zhì)靜止

當(dāng)波源與觀(guān)察者相對(duì)弊止（圖4）,觀(guān)

察者接受波的頻率和波源發(fā)射的頻率相等。

（2）波源不動(dòng)，觀(guān)察者相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)

圖4

當(dāng)觀(guān)察者向波源運(yùn)動(dòng)（圖5）,觀(guān)察者

接收到的聲波頻率大于波源發(fā)出的頻率。

當(dāng)觀(guān)察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)，觀(guān)察者接收到的

聲波頻率小于波源發(fā)出的頻率。

（3）觀(guān)察者不動(dòng)，波源相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)

當(dāng)波源向著觀(guān)察者運(yùn)動(dòng)（圖6）,觀(guān)察者接收到的

聲波頻率大于波源發(fā)出的頻率。

當(dāng)波源遠(yuǎn)離觀(guān)察者運(yùn)動(dòng)，觀(guān)察者接收到的聲波頻率

小于波源發(fā)出的頻率。

（4）多普勒效應(yīng)的應(yīng)用

①測(cè)量天體相對(duì)地球的視線(xiàn)速度

②技術(shù)上，多普勒效應(yīng)可用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的視

線(xiàn)速度（如測(cè)飛機(jī)接近雷達(dá)的速度；汽車(chē)的行駛速度；

人造地球衛(wèi)星的跟蹤以及流體的流速，如“激光流速

圖6

儀”的應(yīng)用。

③醫(yī)學(xué)上“D超”，利用超聲波的多普勒效應(yīng)檢查人體的內(nèi)臟、血管的運(yùn)動(dòng)和血液的流

速、流量等情況。

④用于衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)等。

6.教師引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)討論或提問(wèn)：P148?15491、2、3大題

（三）小結(jié)

1.聲波的范圍。

2.次聲波和超聲波及其在技術(shù)上的應(yīng)用。

3.噪聲及其危害和控制。

4.多普勒效應(yīng)現(xiàn)象。

（四）作業(yè)布置

《技術(shù)物理練習(xí)冊(cè)》（第3版）相關(guān)習(xí)題

（五）教學(xué)說(shuō)明

建議結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，了解超聲波、噪聲在科研、生產(chǎn)及FI常生活等方面帶來(lái)的正、負(fù)面

的影響，應(yīng)結(jié)合事例使學(xué)生對(duì)超聲波、噪聲和多普勒效應(yīng)有一定的了解。

五、實(shí)踐與探索了解噪聲影響，防治噪聲污染

空氣污染、水污染、工業(yè)廢渣污染、噪聲污染和自然環(huán)境的破壞是環(huán)境污染的主要內(nèi)容。

其中噪聲污染是通常人們關(guān)注最少、最容易被忽視的污染項(xiàng)目。實(shí)際上，噪聲不僅影響人的

聽(tīng)覺(jué)、而且會(huì)影響人的神經(jīng)及內(nèi)分泌系統(tǒng)，危害人體多方面的生理機(jī)能（詳見(jiàn)閱讀材料“噪

聲的危古與控制”），對(duì)環(huán)境及環(huán)境中的動(dòng)植物（包括人類(lèi)）極其有古。因此，了解噪聲影響，

防治噪聲污染對(duì)我們十分重要。

參觀(guān)一個(gè)噪聲比較大的工廠(chǎng)車(chē)間（或其他噪聲比較大的環(huán)境），體會(huì)噪聲的影響，估計(jì)

噪聲的聲強(qiáng)級(jí)（根據(jù)表5-2）。然后訪(fǎng)問(wèn)該工廠(chǎng)的工人和技術(shù)人員，驗(yàn)證自己的印象，了解

該車(chē)間產(chǎn)生噪聲的原因、噪聲污染的現(xiàn)狀、所采取的防治噪聲污染的措施、防治措施所依據(jù)

的原理以及防治效果。參觀(guān)時(shí)要注意安全，聽(tīng)從指揮；同時(shí)要注意保護(hù)自己的聽(tīng)力，不要在

噪聲較大的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間停留。

調(diào)查在你周?chē)沫h(huán)境中，哪些地方噪聲比較大，是個(gè)么原囚造成的，造成了哪些影響和

危害？就其改進(jìn)的方法提出建議。寫(xiě)出調(diào)杳報(bào)告。

進(jìn)行關(guān)于噪聲的調(diào)查需要了解許多情況、查閱許多資料，取得這方面信息的途徑主要有

以下幾種：

1.教材、圖書(shū)、報(bào)干J（圖書(shū)館）：

2.訪(fǎng)問(wèn)相關(guān)工廠(chǎng)的技術(shù)人員；

3.訪(fǎng)問(wèn)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)的技術(shù)人員；

4.訪(fǎng)問(wèn)因特網(wǎng)（上網(wǎng)）。

【閱讀材料】

噪聲的危害、控制和利用

噪聲即噪音,是一類(lèi)引起人煩躁、或音量過(guò)強(qiáng)而危害人體健康的聲音。噪聲污染主要來(lái)

源于交通運(yùn)輸、車(chē)輛鳴笛、工業(yè)噪聲、建筑施工、社會(huì)噪聲如音樂(lè)廳、高音喇叭、早市和人

的大聲說(shuō)話(huà)等。

我們國(guó)家制定的《中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治法》中把超過(guò)國(guó)家規(guī)定的環(huán)境噪聲

排放標(biāo)準(zhǔn)，并干擾他人正常生活，工作和學(xué)習(xí)的現(xiàn)象稱(chēng)為

環(huán)境噪聲污染。聲音的分貝是聲壓級(jí)單位，記為dBo用

于表示聲音的大小?！吨腥A人民共和國(guó)城市區(qū)域噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

中則明確規(guī)定了城市五類(lèi)區(qū)域的環(huán)境噪聲最高限值：

療養(yǎng)區(qū)、高級(jí)別墅區(qū)、高級(jí)賓館區(qū)，晝間50dB、夜

間40dB；以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域，晝間55dB、

夜間45dB：居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)，晝間60dB、夜

間50dR：T'山區(qū)，晝間65dR、夜間5SdR：城市中的

道路交通干線(xiàn)道路、內(nèi)河航道、鐵路主、次干線(xiàn)兩側(cè)區(qū)域，

晝間70dB、夜間55dB,（夜間指22點(diǎn)到次日晨6點(diǎn)），右圖是噪聲監(jiān)視儀。

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，住宅區(qū)的噪聲，白天不能超過(guò)5（）dB,夜間應(yīng)低于45dB,若超過(guò)

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，便會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。那么，室內(nèi)環(huán)境中的哽聲標(biāo)準(zhǔn)是多少呢？國(guó)家《城市區(qū)域

環(huán)境噪聲測(cè)量方法》中第5條4款規(guī)定，在室內(nèi)進(jìn)行噪聲測(cè)量時(shí)，室內(nèi)噪聲限值低于所在區(qū)

域標(biāo)準(zhǔn)值lOdBo

1.城市環(huán)境噪聲的來(lái)源

現(xiàn)代城市中環(huán)境噪聲有四種主要來(lái)源：

（1）交通噪聲:主要指的是機(jī)動(dòng)車(chē)輛、飛機(jī)、火車(chē)和輪船等交通工具在運(yùn)行時(shí)發(fā)出的噪

聲。這些噪聲的噪聲源是流動(dòng)的，干擾范圍大。

（2）工業(yè)噪聲:主要指工業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)中產(chǎn)生的噪聲。主要來(lái)自機(jī)器和高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。

（3）建筑施工噪聲:主要指建筑施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲。在施工中要大量使用各種動(dòng)力機(jī)

械，要進(jìn)行挖掘、打洞、攪拌，要頻繁地運(yùn)輸材料和構(gòu)件，從而產(chǎn)生大量噪聲。

（4）社會(huì)生活噪聲:主要指人們?cè)谏虡I(yè)交易、體育比賽、游行集會(huì)、娛樂(lè)場(chǎng)所等各種社

會(huì)活動(dòng)中產(chǎn)生的喧鬧聲，以及收錄機(jī)、電視機(jī)、洗衣機(jī)等各種家電的嘈雜聲，這類(lèi)噪聲一般

在80dB以下。如洗衣機(jī)、縫紉機(jī)噪聲為50?8（）dB,電風(fēng)扇的噪聲為30?65dB,空調(diào)機(jī)、

電視機(jī)為70dB。

2.噪聲控制基本途徑

為了防止噪聲，我國(guó)著名聲學(xué)家馬大猷教授曾總結(jié)和研究了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有各類(lèi)噪聲的危害

和標(biāo)準(zhǔn)，提出了三條建議：

（1）為了保護(hù)人們的聽(tīng)力和身體健康，噪聲的允許值在75?90dB。

（2）保障交談和通訊聯(lián)絡(luò)，環(huán)境噪聲的允許值在45?60dB。

（3）對(duì)于睡眠時(shí)間建議在35?50dB。

我國(guó)心理學(xué)界認(rèn)為，控制噪聲環(huán)境，除了考慮人的因素之外，還須兼顧經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的

可行性。充分的噪聲控制，必須考慮噪聲源、傳音途徑、受音者所組成的整個(gè)系統(tǒng)。控制噪

聲的措施可以針對(duì)上述三個(gè)部分或其中任何一個(gè)部分。噪聲控制的內(nèi)容包括：

①控制噪聲源。降低聲源噪聲，工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)可以選用低噪聲的生產(chǎn)設(shè)備和改進(jìn)

生產(chǎn)工藝，或者改變?cè)肼曉吹倪\(yùn)動(dòng)方式（如用阻尼、隔振等措施降低固體發(fā)聲體的振動(dòng)）。

②阻斷噪聲傳播。在傳音途徑上降低噪聲，控制噪聲的傳播，改變聲源已經(jīng)發(fā)出的噪

聲傳播途徑，如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施，以及合理規(guī)劃城市和建筑布局等。

③在人耳處減弱噪聲。受音者或受音器官的噪聲防護(hù)，在聲源和傳播途徑上無(wú)法采取

措施,或采取的聲學(xué)措施仍不能達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，就需要對(duì)受音者或受音器官采取防護(hù)措施,

如長(zhǎng)期職業(yè)性噪聲暴露的工人可以戴耳塞、耳罩或頭盔等護(hù)耳器。

噪聲控制在技術(shù)上雖然現(xiàn)在已經(jīng)成熟，但由于現(xiàn)代工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)規(guī)模很大，要采取

噪聲控制的企業(yè)和場(chǎng)所為數(shù)甚多，因此在防止噪聲問(wèn)題上，必須從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和效果等方面

進(jìn)行綜合權(quán)衡。當(dāng)然，具體問(wèn)題應(yīng)當(dāng)具體分析。在控制室外、設(shè)計(jì)室、車(chē)間或職工長(zhǎng)期工作

的地方，噪聲的強(qiáng)度要低；庫(kù)房或少有人去車(chē)間或空曠地方，噪聲稍高一些也是可以的?？?/p>

之，對(duì)待不同時(shí)間、不同地點(diǎn)、