第二章：声现象

亦学堂教育专用资料物理第二章 声现象一、 声音的产生与传播1声音的产生（1）定义：声音是由物体的振动产生的。（振动停止，发声也停止） 声源：指正在发声的物体。注意：一切发声的物体都在振动。（固、液、气体都可以振动发声）如：人靠声带振动发声、蜜蜂靠翅膀下的小黑点振动发声，风声是空气振动发声，管制乐器考里面的空气柱振动发声，弦乐器靠弦振动发声，鼓靠鼓面振动发声，钟考钟振动发声等。振动停止，发声停止，但声音并没立即消失。停止振动时，发声体将停止发声，但原来发出的声音却在介质中继续传播。振动一定发声，但发出的声音不一定能听见。如：超声波、次声波。2声音的传播（1）声音的传播需要介质，一切固体、液体、气体都可以作为介质。一般情况下，声音在固体中传得最快，液体次之，气体中最慢；空气越稀薄，传声效果越差。真空不能传声，月球上（太空中）的宇航员只能通过无线电话交谈。（2）声音在介质中以波的形式传播，叫做声波。（3）一般情况下，我们听到的声音是由空气传播的，传播的具体过程是：物体的振动引起周围空气的振动，形成声波，以声波的形式向外传播，引起鼓膜振动，这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就听到了声音。（4）人耳的构成：主要由外耳道、鼓膜、听小骨、耳蜗及听觉神经组成。（5）在声音传给大脑的过程中任何部位发生障碍，人都会失去听觉。（鼓 膜、听小骨处出现障碍是传导性耳聋；听觉神经处出障碍是神经性耳聋）（6）骨传导：不借助鼓膜，靠头骨、颌骨传给听觉神经，再传给大脑形成听觉（贝多芬耳聋后听音乐，我们说话时自己听见的自己的声音）；骨传导的性能比空气传声的性能好。（7）双耳效应：声源到两只耳朵的距离一般不同，因而声音传到两只耳朵的时刻、强弱及步调亦不同，可由此判断声源方位的现象（听见立体声）；3声速（1）声速：声音在每秒内传播的距离叫声速，单位是m/s。声音在150C空气中的速度为340m/s。（2）影响因素：声速的大小与介质种类有关，与声音大小无关。声速的大小与介质的温度有关。声音在空气中的传播速度与气温有关，气温高，声速大；气温低，声速小。（3）回声：声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来，再传入人的耳朵里， 人耳听到反射回来的声音叫回声。（如：高山的回声，夏天雷声轰鸣不绝，北京的天坛的回音壁）听见回声的条件：原声与回声之间的时间间隔在0.1s以上（4）回声的利用：测量距离（车到山，海深，冰川到船的距离）测量原理：s=v声t（t为从发声到收到回声的时间，v声为声音在该介质中的传播速度）注意：教室里听不见说话的回声，小房间声音变大是因为原声与回声重合。二、 声音的特性（音调、响度、音色）1音调（1）音调：声音的高低叫音调。（2）频率：物体在每秒内振动的次数，表示物体振动的快慢，单位是赫兹。（3）振动越快，频率越高，音调越高；振动越慢，频率越低，音调越低。2响度（1）响度：声音的强弱叫响度。（2）响度的影响因素：振幅。物体振幅越大，响度越大；物体振幅越小，响度越小。距离发声体的远近。听者距发声体越远，响度越小。3音色（1）音色：声音的品质叫做音色。不同的物体的音调、响度尽管都可能相同，但音色却一定不同。（辨别是什么物体发的声靠音色） “闻其声而知其人”（2）音色的决定因素：发声体本身的材料、结构等决定。 注意：音调、响度、音色三者互不影响，彼此独立。三、 声的利用1超声波和次声波（1）人耳感受到声音的频率有一个范围：20Hz20000Hz。（2）高于20000Hz叫超声波。（3）低于20Hz叫次声波。（4）动物的听觉范围和人不同，大象靠次声波交流，地震、火山爆发、台风、海啸都要产生次声波；有些动物发出超声波，如蝙蝠、海豚。2声与信息（1）传递信息。（雷声预示着一场大雨；铁锤敲击钢轨，会从异常的声音中发现松动的螺栓；通过听诊器了解心肺的工作情况等）（2）回声定位（蝙蝠利用超声波辨向）。利用回声定位制作声纳系统；倒车雷达。（3）“B超”原理。B超检查胎儿发育情况。3声与能量（1）声音可以传递能量（飞机场帮边的玻璃被震碎，雪山中不能高声说话，一音叉振动，另一未接触的音叉振动发声）（2）声波传递能量应用：超声波清洗精密仪器（清洗钟表）超声波可以减少污染（除烟尘）超声波动手术（超声波击结实）利用次声波传播路程远、穿透力强作为武器。例1、听诊器运用了声音_的原理；来自患者的声音通过橡皮管传到医生耳朵，这样可以提高声音的_例2、超声波之所以能洁牙，是因为_。四、 噪声的危害1噪声的来源（1）噪声：从物理角度上讲物体做无规则振动时发出的声音叫噪声。 从环保的角度上讲，凡是妨碍人们正常学习、工作、休息的声音以及对人们要听的声音产生干扰的声音，都属于噪声。（2）常见噪声来源：飞机的轰鸣声、汽车的鸣笛声、鞭炮声、金属之间的摩擦声，工业噪声，施工噪声等。（3）乐音：从物理角度上讲，物体做有规则振动发出的声音.2噪声强弱的等级和噪声的危害（1）噪声的等级：表示声音强弱的单位是分贝，符号dB。超过90dB会损害健康；0dB指人耳刚好能听见的声音。30-40dB较为理想的安静环境；超过50dB影响休息和睡眠；超过70dB干扰谈话、影响工作效率；超过150dB可能是双耳失聪。分贝数越高，声音越强。（2）噪声的危害：使人烦躁、精神不集中；耳聋头痛，视觉模糊、消化不良；高强度噪声能损坏建筑物。3控制噪声控制噪声：（1）在声源处减弱(安消声器、城市中某路段禁止鸣笛)（2）在传播过程中减弱（植树、道路两旁的隔声板、隔音墙、居民楼安装双层玻璃）（3）在人耳处减弱（戴耳塞、防噪声头盔等）例3、一般人的理想的声音环境是（ ） A、在一个无声的世界里 B、在30-40dB的安静环境里 C、在80-90dB的热闹环境里 D、100dB以上的环境里例4、福州地铁正在建设中，为了解决噪声扰民的问题，地铁公司对部分设备安装了消声装置，这种减弱噪声的途径是在（ ）A、声源处 B、传播过程中 C、人耳处 D、声源和人耳处一、选择题：1、吉他是年轻人喜爱的一种乐器。在演奏前，需要调整琴弦的松紧程度，这样做的目的是调节琴弦发声时的（ ）A、振幅 B、响度 C、音调 D、音色2、关于声现象，下列说法错误的是（ ） A、诗句“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高。 B、两名航天员在太空中不能直接对话，是因为声音不能在真空中传播。 C、发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”，说明声音具有能量。 D、听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用乐器，是利用了声音的音色不同。3、下面关于声现象的分析中，错误的是（ ） A、“闻其声，知其人”发声体不同，音色不同 B、“长啸一声，山鸣谷应”次声波传播很远 C、“隔墙有耳”固体也能传声 D、用超声波清洗眼镜声波可以传递能量4、关于声音，下列说法中正确的是（ ） A、物体的振幅越大，发出声音的频率越大 B、声音在真空中传播的速度是3×108m/s C、街头安装的噪声监测仪可以减弱噪声 D、超声波、次声波是人耳听不到的声音5、“五一”节，学校举行了盛大的歌咏比赛。下列有关说法正确的是（ ） A、我们从扬声器中听到的歌声是纸盆的真到产生的 B、我们从扬声器中听到的歌声是靠空气传到人耳的 C、我们能听到幕后是小红的歌声是根据音色判断的 D、我们的欢呼声、掌声、尖叫声对周边居民不属于噪声6、在亚丁湾海域，我国海军护航编队使用“金嗓子”（又名“声波炮”）震慑海盗。它的声波定向发射器外观类似喇叭，能发出145dB以上的高频声波，甚至比喷气式飞机引擎的噪声还要刺耳。根据以上信息，下列说法中错误的是（ ）A、声波具有能量B、声波定向发射器喇叭状外观可以减少声音的分散，从而增大强度C、使用“金嗓子”时，护航官兵带耳罩是在人耳处减弱噪声D、“金嗓子”发出的声波是次声波7、城市里部分道路设计成如图所示，这种下凹道路在控制噪声方面的作用（ ） A、防止车辆产生噪声 B、在声源处减弱噪声 C、在人耳处减弱噪声 D、在传播过程中减弱噪声8、以下措施中：马路旁的房子的窗户采用双层玻璃；城市静止机动车鸣喇叭；马路两旁植树；高架路两侧设隔音板墙；对控制噪声污染有作用的是（ ） A、只有 B、只有 C、只有 D、9、从环保的角度考虑，下列说法中正确的是（ ） A、刺耳的鸣笛声一定是噪声 B、人们的吵闹声一定是噪声 C、喷气式飞机的声音一定是噪声 D、大声朗读课文的声音一定不是噪声10、在办公室或教室，周围的声音大致不应超过（ ） A、90dB B、70dB C、50dB D、20dB11、声波既传递信息由传递能量，下列主要利用声波传递能量的是（ ） A、用超声波碎石 B、用声呐探海深 C、利用B超做体检 D、利用回声定位12、牛的叫声与蚊子的叫声相比较，下列结论正确的是（ ） A、牛叫的声音音调高，响度大 B、牛叫的声音音调低，响度小 C、牛叫的声音音调高，响度小 D、牛叫的声音音调低，响度大13、在同一架钢琴上，弹奏C调“3（mi）”和“1（do）”这两个音，以下说法正确的是（ ） A、音色一定不同 B、音调一定不同 C、响度一定不同 D、音调、音色和响度都不同二、填空题：14、人说话的声音是声带_产生的，“闻其声而知其人”是根据声音的_来判断的。15、同学们听到老师说话的声音，是通过_传播的；发出较强的声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”，说明声波能传递_。16、编钟是我国古代音乐文化的杰作，古代工匠运用高超的工艺铸造处大小不同的编钟，这些钟在敲击时能发出不同音调的声音。从物理方面讲，这是由于不同的钟在敲击后振动的_不同，乐队演奏的声音是通过_传播到我们耳中的。17、噪声是指发声体做_振动时发出的声音。减弱噪声的方法有在_ 处减弱，在_过程中减弱，在_处减弱，在教室里上课，室外常有噪声干扰，请你至少提出三种减小噪声干扰的方法_。18、如下图所示是几种声音输入到示波器上时显示的波形，其中音调相同的是_；响度相同的是_。图1 图2 19、如上图2，将一块正在发声的小音乐芯片放在注射器中，再将活塞推到底端，用橡胶帽封闭注射口，然后用力往外拉活塞，这时听到注射器中音乐芯片的声音会变_