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声学

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声学 1、声音的发生

◆ 一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声也就停止。

◆ 声音是由物体的振动产生的，但并不是所有振动发出的声音都

能被人耳听到。

2、声音的传播

◆ 声音的传播需要介质，真空不能传声

（1）声音要靠一切气体，液体、固体作媒介传播出去，这些作为传播媒介

的物质称为介质。登上月球的宇航员即使面对面交谈，也需要靠无线电，那就是

因为月球上没有空气，真空不能传声

（2）声音在不同介质中传播速度不同，一般来说，固体>液体>空气

声音在空气中传播速度大约是340 m/s

3、回声

◆ 声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来人再次听到的声音

叫回声

◆ 区别回声与原声的条件：回声到达人的耳朵比原声晚0.1秒以

上。因此声音必须被距离超过17m 的障碍物反射回来，人才能听见回声。

◆ 低于0.1秒时，则反射回来的声音只能使原声加强。

◆ 利用回声可测海深或发声体距障碍物有多远。

4、乐音

◆ 物体做规则振动时发出的声音叫乐音。

◆ 声音的三要素：音调、响度、音色

◆ 声音的高低叫音调，它是由发声体振动频率决定的，频率越大，

音调越高。

◆ 声音的大小叫响度，响度跟发声体振动的振幅大小有关，还跟

声源到人耳的距离远近有关。

◆ 不同发声体所发出的声音的品质叫音色。用来分辨各种不同的

声音。

5、噪声及来源

◆ 从物理角度看，噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。

从环保角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要

听的声音起干扰作用的声音，都属于噪声。

6、声音等级的划分

◆ 人们用分贝来划分声音的等级，30dB —40dB 是较理想的安静环

境，超过50dB 就会影响睡眠，70dB 以上会干扰谈话，影响工作效率，长期

生活在90dB 以上的噪声环境中，会影响听力。

7、噪声减弱的途径 ◆ 可以在声源处（消声）、传播过程中（吸声）和人耳处（隔声）

减弱

巩固提高练习：

1．声音是由物理 产生的。把正在发声的物体叫做 。

2．声音的传播需要 ，固体、液体、气体都可作为传播声音的介质，

但在固体和液体中的传声效果比气体中的好，真空不能传播声音。

3．我们常听到的声音是通过 传来的。声音在空气中以声波的形式

进行传播，当遇到障碍物时就会被反射回来，反射回来的声音叫做 。

4．单位时间内，声音传播的距离叫做 。一般来说，声音在固体

中的传播速度较大，在气体中的较小。在15℃的空气中，声音传播的速度

为 。在同一种介质中，声速还跟 有关，温度越高，声速也越大。

5．人耳听到声音的过

程： 。

6．乐音的三要素（也叫三个特征）是： 。

7．声音的 叫做音调。音调跟声源振动的频率有关，频率越高，

音调越高；频率越低，音调越低。

8．声源每秒振动的次数叫做 ，它的单位是 。

9．弦乐器的音调由弦的 、 和 来决定。弦越

细、越短、越紧，振动时发出的音调越

高；弦越粗、越长、越松，振动时发出

的音调越低。

10．如右图所示，乙音叉发声时，

音调 ，因为在相同时间内，波的

个数多，频率大。

11．人的发声频率范围是：

85~1100Hz；人的听觉频率范围

是： 。

12．声音的 叫做响度。响度

跟 有关。振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。响度还跟 有关，离发声体越远，响度越小。如：你说话大声点、牛的叫声大等指的都是响

度。

13．声音强弱的单位是 ，人的听觉下限为0dB 。

14．如右图所示，当用较大的力敲击音叉时，

音叉振幅大，发出声音的 大。

15．声音的 叫做音色，也叫音品。

音色由发声体的 等因

素决定。不同的发声体，发出声音的音色不同。

例：人能区分笛声与钢琴声，是因为音色不同。

16．北京天坛的回音壁、三音石等都是利用

了 原理。

17．振动频率 的声音叫做超声。振动频率 的声音

叫做次声。地震、海啸、台风来临前一般会产生次声。

18．声音既能传递 （声呐探测潜艇、鱼群的位置和海洋的深度、B

超检查等），还能传递 （超声波粉碎肾结石、清洗牙齿等）。

19．控制和减弱噪声的措施是： ；途径是 。

20．人听到声音的几个条件： 。

1．转换法：声源的振动难以观察可通过实验转换为纸屑的跳动、水花的飞

溅、乒乓球跳动等易观察的现象。

2．理想实验法：声音在真空中不能传播的实验，运用理想化处理推理出结

论。

1．声音在真空中不能传播，而光在真空中传播的最快。

2．声音的响度与音调的区别。

3．噪声控制的途径。

4．超声波与次声波。

5．声音响度的单位分贝与振动频率单位Hz 。

一、声音的发生与传播

1． 课本P12图1．1-1说明：发声的物体在振动。用手按住发音的音叉，发音也停止，该现象说明振动停止发声也停止。振动的物体叫声源。

①人说话，唱歌靠声带的振动发声，婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声，清脆的蟋蟀叫声靠翅膀摩擦的振动发声，其振动频率一定在20HZ —20000HZ 之间。 ②《黄河大合唱》歌词中的“风在吼、马在叫、黄河在咆哮”，这里的“吼”、“叫”“咆哮”的声源分别是空气、马、黄河水。

③敲打桌子，听到声音，却看不见桌子的振动，你能想出什么办法来证明桌子的振动？可在桌上撒些碎纸屑，这些纸屑在敲打桌子时会跳动。

2．声音的传播需要介质，真空不能传声。固体、液体、气体都可以传声。在空气中，声音以看不见的声波来传播。

【练习】

①P1．1-4小实验可得结论：声音的传播需要介质，真空不能传声。月球上没有空气，所以登上月球的宇航员即使相距很近也要靠无线电话交谈，因为无线电波在真空中能传播，无线电波的传播速度是3×108 m/s。

3．声音在介质中的传播速度简称声速。声速与介质的种类和介质的温度有关。一般情况下，v 固>v液>v气 声音在15℃空气中的传播速度是340m/s，在真空

中的传播速度为0m/s。

【练习】

①有一段钢管里面盛有水，长为L ，在一端敲一下，在另一端听到3次声音。

②运动会上进行百米赛跑时，终点裁判员应看到枪冒烟时记时。若听到枪声再记时，则记录时间比实际跑步时间要晚 0．29s （当时空气15℃）。 ③下列实验和实例，能说明声音的产生或传播条件的是（A B D）

A ．在鼓面上放一些碎泡沫，敲鼓时可观察到碎泡沫不停的跳动

B ．放在真空罩里的手机，当有来电时，只见指示灯闪烁，听不见铃声

C ．拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些一次慢些，比较两次不同

D ．锣发声时，用手按住锣锣声就停止

4．回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原声晚0．1s 以上人耳能把回声跟原声区分开来，此时障碍物到听者的距离至少为17m 。在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮，原因是屋子空间比较小造成回声到达人耳比原声晚不足0．1s 最终回声和原声混合在一起使原声加强。

应用：应用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近测量中要先知道声音在海水中的传播速度，测量方法是：测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t ，查出声音在介质中的传播速度v ，则发声点距物体S=vt/2。

二、声音的三个特征

1．音调：声音的高低。音调跟发声体振动频率有关系，频率越高音调越高；频率越低音调越低。用硬纸片在梳子齿上快划和慢划时可以发现：划的快音调高，同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋时可以发现：橡皮筋振动快发声音调高。物体每秒振动的次数叫频率，物体振动越快 频率越高。频率单位Hz 。

蜜蜂飞行能凭听觉发现，为什么蝴蝶飞行我们听不见？蜜蜂翅膀振动发声频率在人耳听觉范围内，蝴蝶振动频率不在听觉范围内。

2．响度：声音的强弱。响度跟发声体的振幅和距发声体距离的远近有关。物体在振动时，偏离原来位置的最大距离叫振幅。振幅越大响度越大。增大响度的主要方法是：减小声音的发散。

（1）男低音歌手放声歌唱，女高音为他轻声伴唱：女高音音调高响度小，男低音音调低响度大。

（2）敲鼓时，撒在鼓面上的纸屑会跳动，且鼓声越响跳动越高；将发声的音叉接触水面，能溅起水花，且音叉声音越响溅起水花越大；扬声器发声时纸盆会振动，且声音响振动越大。根据上述现象可归纳出：⑴声音是由物体的振动产生的；⑵声音的大小跟发声体的振幅有关。

3．音色：由物体本身决定。人们根据音色能够辨别乐器或区分人。

4．区分乐音三要素：闻声知人──依据不同人的音色来判定；高声大叫──指响度；高音歌唱家──指音调。

鼓皮绷得越紧，振动得越____，音调就越_____。击鼓的力量越大，鼓皮振动幅度越___，声音的响度就越____。长而粗的弦发声的音调_____，短而细的弦发声的音调_____，绷紧的弦发声的音调____，绷的松的弦发声的音调_____。弦

的振动幅度越大，声音就越______管乐器吹奏时_________振动发声，长的空气柱产生的声音的音调_____，短的空气柱产生的声音的音调______。

1．当代社会的四大污染：噪声污染、水污染、大气污染、固体废弃物污染。

2．从物理学角度看，噪声是指物体做无规则的振动产生的声音；从环境保护的角度看，噪声是指妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。

3．响度的单位：分贝（dB ）。听觉下限0dB ；为保护听力应控制噪声不超过90dB ；为保证工作学习，应控制噪声不超过70dB ；为保证休息和睡眠应控制噪声不超过50dB 。

4．减弱噪声的方法：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。

四、超声波和次声波

1．人的听觉频率范围：20HZ-20000HZ 。

2．高于20000HZ 的声音叫超声波。蝙蝠、海豚、声纳、B 超、超声波金属探伤仪。

3．低于20HZ 的声音叫次声波。地震、火山喷发、台风、海啸。

五、声音能传递信息

1．蝙蝠利用超声波捕食；2．医生利用听诊器了解病人心肺情况；3．声纳探测海底深度、鱼群等；4．利用B 超机诊断病情。

声波传递能量：1．声波吹灭蜡烛；2．超声波清洗钟表；3．超声波去除结石。

六、骨传导、双耳效应

1．人们感知声音的基本过程：外界传来的声音引起鼓膜_______，经_______________传给听觉神经，引起听觉。

2．声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉，这种传导方式叫_________。人耳是利用_________来准确判断发声体的位置的，堵住一只耳朵，只用一只耳朵听声音，_____准确判断发声体的位置。