一、聲音的產生與傳播
1.聲音是由物體的“振動”產生的,振動的“振”字,一定不要寫成“震”!
2.振動停止時,發聲停止,但是此前發出的聲音依然向遠處傳播,直到能量耗盡。
3.一切發聲的物體都在振動,一切振動的物體都在發聲,但是聲音能夠被人聽到卻需要很多條件:要有聲源,要有傳聲介質,響度要達到一定程度,頻率要在人耳能聽到的范圍之內(20Hz-20000Hz)。
4.聲源可以是固體、液體、氣體,聲音也可以在固體、液體、氣體中傳播,一般情況下聲速滿足V固大于V液大于V氣,要注意有例外,比如軟木中的聲速接近于空氣中的聲速。同種介質中,溫度越高,聲速越大。
5.本章有兩個最重要最?嫉膶嶒灒阂皇“真空罩中的鬧鐘或者手機鈴聲”;二是“音叉彈開乒乓球實驗”。這里說明一下:
首先:
“真空罩中的鬧鐘或者手機鈴聲”實驗是“實驗事實+科學推理”!因為我們無法做到絕對的真空,所以最后一步“真空不能傳聲”的結論只能通過科學推理得出。
其次:
“真空罩中的鬧鐘”實驗只能說明“真空不能傳聲,聲音的傳播需要介質”;
“真空罩中的手機鈴聲”可以說明兩點:
(1)“真空不能傳聲,聲音的傳播需要介質;電磁波可以在真空中傳播,電磁波的傳播不需要介質”
(2)不斷抽氣過程中,聲音的響度變小,但是音調不變!
關于“音叉彈開乒乓球實驗”,要知道,其作用可以用來得到兩個結論:“驗證聲音是由物體的振動產生的”,“探究聲音的響度與什么因素有關”!兩者都用到了一個很重要且常用的科學方法——“轉換法”!前者是把音叉的微小振動轉換成了乒乓球放大了的振動;后者是把響度大小轉換成了乒乓球被彈起的高度!
6.人耳聽到回聲比原聲晚0.1S以上時,也就是人與障礙物的距離在17m以上時,才能區分回聲與原聲,否則,回聲與原聲混在一起,會使得原聲加強!
7.一定要注意“回聲測距”及其類似題(激光測距),由于需要測量的是單程距離,而試題中給出的往往是雙程的總時間,所以,當聲速與時間相乘時,得到的是雙程距離,所以要求出單程距離,則必須除以2。
8.通常人耳聽到聲音有兩種傳導方式:一是空氣傳導,二是骨傳導;相關的耳聾分為“傳導性耳聾”與“神經性耳聾”,前者可以通過助聽器的骨傳導原理聽到聲音。
二、聲音的三個特性及其決定因素
1.聲音的三個特性包括:音調、響度、音色!
2.音調:即聲音的高低!音調的高低取決于“頻率”!而頻率的大小決定了音調的高低!這里就涉及到試題中常常出現的關鍵詞“快、慢”二字,凡是遇到這倆字,二話不說,直接就是在討論“音調”的高低,而非響度大小!振動快的物體頻率大,音調高!振動慢的物體頻率小,音調低!
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弦樂器中的弦越短(手指摁住不同位置)、管樂器中的空氣柱越短(手指摁住不同的孔),則在同樣大小的力的情況下,弦和空氣柱振動越快,頻率則越大,音調則越高。反之越低。
敲擊瓶子和吹瓶子時,音調的變化要看主要發聲體的長短,敲擊時,水柱是主要發聲體,水柱越短,音調越高;吹瓶子時,空氣柱是主要發聲體,空氣柱越短,音調越高!
說到頻率,則一定要注意人類“可聞聲”和“不可聞聲”!
人耳能聽到的頻率范圍在20Hz-20000Hz之間,低于20Hz的聲音為次聲波,高于20000Hz的聲音為超聲波,要記住次聲波、超聲波都是聲!不同動物的聽覺范圍和人不同,有時候,人認為很安靜的環境中,狗卻聽到了次聲波、貓聽到了超聲波,他們都因此變得警覺。更神奇的是,大象可以用人耳聽不到的次聲波交流信息。而自然界中的次聲波往往是由于地震、火山、臺風、海嘯等大型自然災害產生的,這些次聲波往往會導致一些動物或者魚類的內臟破裂而死亡(次聲波頻率與其內臟固有頻率相同,發生了共振,導致內臟破裂)。
3.響度:即聲音的強弱(或者說大小)!響度的大小主要取決于“振幅”!振幅越大,響度越大!當然響度還與距離發聲體的遠近有關,距離越遠,響度越小。試題中最長出現“力”這個字眼,只要遇到用力大,說明振幅大,則響度大!用力小,說明振幅小,則響度小!
4.音色:即聲音的品質(音質、音品)!音色取決于發聲體的“材料、結構”!
5.以上為基礎,然而,很多學生卻不知道,聲音的三特性之間毫無關系,要記。阂粽{高的聲音響度不一定大,響度大的聲音音調不一定高!比如蚊子叫聲響度小、音調高,牛的叫聲響度大、音調低!因此,音調、響度、音色三者之間毫無關系!
6.關于樂音的波形:
我們可以通過觀察波形的疏密程度(通過數一數最高點或者最低點的個數得到密集程度)比較音調高低,波形越稀疏,說明發聲體振動越慢、頻率越小、音調越低!反之越高!
通過觀察振幅大小(波形最高點或最低點到平衡位置的距離),比較響度大小!振幅越大,響度越大,反之越小!
通過觀察波的形狀,比較音色異同!形狀不同的,則音色不同!
相關習題如下:
7.舉個例子,課本和試題中常出現的“音調可變的哨子”,有的是利用活塞上下推動導致空氣柱變化,有的是利用剪刀剪短!當活塞向上推動或者用剪刀剪短時,空氣柱變短,音調變高!
三、聲音的利用
本節常考習題類型如下:
1.超聲波傳遞信息的例子:蝙蝠的回聲定位、超聲導盲儀、倒車雷達(此雷達利用的是超聲波,其他多數雷達利用電磁波)、聲吶、B超、探測裂紋。
普通聲波傳遞信息的例子:聽診器。
2.超聲波傳遞能量的例子:清洗鐘表、清洗眼鏡、除去結石。
普通聲波傳遞能量的例子:聲波使蠟燭熄滅。
3.回音壁:利用了聲音在圍墻內的墻壁多次反射的原理。
四、噪聲的危害和控制
1.從物理學的角度看:噪聲是發聲體做無規則振動時發出的聲音,噪聲的波形是雜亂無章的。樂音是發聲體做有規則振動時發出的聲音,樂音的波形是有規則的。
2.從環境保護的角度看:凡是妨礙休息、學習、工作、以及干擾音,都屬于噪聲!
3.分貝是“聲音強弱等級的單位”,而不是等級!
4.0分貝是人剛能聽到的最微弱的聲音,而不是沒有聲音、也不是聽不到聲音!
5.控制噪聲可以從三方面入手:
“在聲源處”防止噪聲的產生;“在傳播過程中”阻斷噪聲的傳播;“在人耳處”防止噪聲入耳!