一、聲音的產(chǎn)生與傳播
1.聲音是由物體的“振動(dòng)”產(chǎn)生的,振動(dòng)的“振”字,一定不要寫(xiě)成“震”!
2.振動(dòng)停止時(shí),發(fā)聲停止,但是此前發(fā)出的聲音依然向遠處傳播,直到能量耗盡。
3.一切發(fā)聲的物體都在振動(dòng),一切振動(dòng)的物體都在發(fā)聲,但是聲音能夠被人聽(tīng)到卻需要很多條件:要有聲源,要有傳聲介質(zhì),響度要達到一定程度,頻率要在人耳能聽(tīng)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(mǎn)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(zhì)中,溫度越高,聲速越大。
5.本章有兩個(gè)最重要最?嫉膶(shí)驗:一是“真空罩中的鬧鐘或者手機鈴聲”;二是“音叉彈開(kāi)乒乓球實(shí)驗”。這里說(shuō)明一下:
首先:
“真空罩中的鬧鐘或者手機鈴聲”實(shí)驗是“實(shí)驗事實(shí)+科學(xué)推理”!因為我們無(wú)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(guò)科學(xué)推理得出。
其次:
“真空罩中的鬧鐘”實(shí)驗只能說(shuō)明“真空不能傳聲,聲音的傳播需要介質(zhì)”;
“真空罩中的手機鈴聲”可以說(shuō)明兩點(diǎn):
(1)“真空不能傳聲,聲音的傳播需要介質(zhì);電磁波可以在真空中傳播,電磁波的傳播不需要介質(zhì)”
(2)不斷抽氣過(guò)程中,聲音的響度變小,但是音調不變!
關(guān)于“音叉彈開(kāi)乒乓球實(shí)驗”,要知道,其作用可以用來(lái)得到兩個(gè)結論:“驗證聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的”,“探究聲音的響度與什么因素有關(guān)”!兩者都用到了一個(gè)很重要且常用的科學(xué)方法——“轉換法”!前者是把音叉的微小振動(dòng)轉換成了乒乓球放大了的振動(dòng);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(tīng)到回聲比原聲晚0.1S以上時(shí),也就是人與障礙物的距離在17m以上時(shí),才能區分回聲與原聲,否則,回聲與原聲混在一起,會(huì )使得原聲加強!
7.一定要注意“回聲測距”及其類(lèi)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(shí)間,所以,當聲速與時(shí)間相乘時(shí),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(tīng)到聲音有兩種傳導方式:一是空氣傳導,二是骨傳導;相關(guān)的耳聾分為“傳導性耳聾”與“神經(jīng)性耳聾”,前者可以通過(guò)助聽(tīng)器的骨傳導原理聽(tīng)到聲音。
二、聲音的三個(gè)特性及其決定因素
1.聲音的三個(gè)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(guān)鍵詞“快、慢”二字,凡是遇到這倆字,二話(huà)不說(shuō),直接就是在討論“音調”的高低,而非響度大小!振動(dòng)快的物體頻率大,音調高!振動(dòng)慢的物體頻率小,音調低!
舉兩個(gè)最?嫉睦樱
弦樂(lè )器中的弦越短(手指摁住不同位置)、管樂(lè )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(dòng)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(shí),音調的變化要看主要發(fā)聲體的長(cháng)短,敲擊時(shí),水柱是主要發(fā)聲體,水柱越短,音調越高;吹瓶子時(shí),空氣柱是主要發(fā)聲體,空氣柱越短,音調越高!
說(shuō)到頻率,則一定要注意人類(lèi)“可聞聲”和“不可聞聲”!
人耳能聽(tīng)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(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)范圍和人不同,有時(shí)候,人認為很安靜的環(huán)境中,狗卻聽(tīng)到了次聲波、貓聽(tīng)到了超聲波,他們都因此變得警覺(jué)。更神奇的是,大象可以用人耳聽(tīng)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(fēng)、海嘯等大型自然災害產(chǎn)生的,這些次聲波往往會(huì )導致一些動(dòng)物或者魚(yú)類(lèi)的內臟破裂而死亡(次聲波頻率與其內臟固有頻率相同,發(fā)生了共振,導致內臟破裂)。
3.響度:即聲音的強弱(或者說(shuō)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(fā)聲體的遠近有關(guān),距離越遠,響度越小。試題中最長(cháng)出現“力”這個(gè)字眼,只要遇到用力大,說(shuō)明振幅大,則響度大!用力小,說(shuō)明振幅小,則響度小!
4.音色:即聲音的品質(zhì)(音質(zhì)、音品)!音色取決于發(fā)聲體的“材料、結構”!
5.以上為基礎,然而,很多學(xué)生卻不知道,聲音的三特性之間毫無(wú)關(guān)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(wú)關(guān)系!
6.關(guān)于樂(lè )音的波形:
我們可以通過(guò)觀(guān)察波形的疏密程度(通過(guò)數一數最高點(diǎn)或者最低點(diǎn)的個(gè)數得到密集程度)比較音調高低,波形越稀疏,說(shuō)明發(fā)聲體振動(dòng)越慢、頻率越小、音調越低!反之越高!
通過(guò)觀(guān)察振幅大小(波形最高點(diǎn)或最低點(diǎn)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(guò)觀(guān)察波的形狀,比較音色異同!形狀不同的,則音色不同!
相關(guān)習題如下:
7.舉個(gè)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(dòng)導致空氣柱變化,有的是利用剪刀剪短!當活塞向上推動(dòng)或者用剪刀剪短時(shí),空氣柱變短,音調變高!
三、聲音的利用
本節?剂曨}類(lèi)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(chē)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(tīng)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(xué)的角度看:噪聲是發(fā)聲體做無(wú)規則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音,噪聲的波形是雜亂無(wú)章的。樂(lè )音是發(fā)聲體做有規則振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音,樂(lè )音的波形是有規則的。
2.從環(huán)境保護的角度看:凡是妨礙休息、學(xué)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(tīng)到的最微弱的聲音,而不是沒(méi)有聲音、也不是聽(tīng)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(chǎn)生;“在傳播過(guò)程中”阻斷噪聲的傳播;“在人耳處”防止噪聲入耳!