第一章 声现象第一节:声音的产生与传播一:声音的产生1. 定义: 声是由物体的振动产生的,振动可以发声2.理解:① 一切发声的物体都在振动② 声音是由物体的振动产生的③ 发声物体停止振动,发声也停止3.难点:① 一切正在发声的物体都在振动,固体,液体,气体都可以因振动而产生声音例如:风声 雨声、读书声、声声入耳② “振动停止,发声也停止”不同于“振动停止,声音也消失”振动停止,只是不再发声, 但是原来所发出的声音还会存在并继续向外传播转化法:借助其他工具将不易直接 观察到的现象转化放大为易于直③ 用转化的方法,通过纸屑的跳跃或其他物理的运动来显示发生物理在振动 二:声源1 定义:正在发声的物体叫声源2 理解:① 人是怎样发声的?说话时,空气从肺部通过气管挤压,引起声带振动而发声② 乐器是怎样发声的?乐器分打击乐器、弦乐器和管乐器 鼓、锣等打击乐器受到打击时,鼓面和锣面发生振动而发声 二胡、小提琴等弦乐器通过弦的振动发声,它们常有一个木制共鸣箱使声音洪亮 长笛、箫等管乐器,靠空气柱振动发声,吹奏时,用手指将孔全堵上,振动的空气柱最 长,孔全打开时振动的空气柱最短三:声音的传播1. 定义: 声的传播需要介质,声以波的形式传播,这种波叫声波。
2. 理解:① 能够传播声音的物质叫做介质② 传播声音的介质有:固体,气体,液体③ 真空不能传声※发声体的振动在空气或其他物质(通常叫做介质)中的传播叫做声波※声源的振动是通过介质以疏密波相间的形式向四周传播开来,且只向外传播声源振动的 信息和能量在声波传播过程中,振动的空气没有随着声波向前移动,只不过是在原处振动 声波无法在真空中传播,是由于真空中没有可以传播振动的物质,不能形成疏密状的声波 ※声波不但能在气体中传播,而且也能在液体和固体中传播敲击大鼓,鼓面振动,在鼓周围振动的空气并没有到达你的耳朵,但你还是听到了鼓声 这是因为敲击大鼓,鼓面振动,推动周围的空气振动,这些空气又推动它们周围的空气振 动,这样由近及远的向外传播3.难点:我们根据两个对象(水波和声波)之间在某 些方面的相同或相似(都是一种波动),推 出它们在其他方面也可能相同或相似这种 推理方法叫类比法在湖面投一小石子,会看到以石子为中心的水波向四周传播类似的,声从声源发出后以 声波的形式向四周传播因为物体的振动,物体四周的空气就形成了疏密相间的波动向远 处传播,这就是声波四:声速1. 定义:声传播的快慢用声速描述,它的大小等于声在每秒 内传播的距离。
2 声音在15°C的空气中的传播速度是340m/s3 理解:① 声速与介质的种类有关一般在固体中传播最快,其次是液体,在气体中传播最慢② 声速与介质的温度有关一般在气体中,温度越高,声速越快五;回声 1.定义:声波在传播过程中遇到障碍物时,一部分声波被反射回来,就是回声难点:① 分辨原声与回声的条件:回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上;② 声源距离障碍物至少有17m远3.理解:※坚硬光滑的表面反射声波的能力强;松软多孔的表面吸收声波的能力强 我们能隔墙听到相邻房间内的声音,是因为另一部分声波会穿入或绕过障碍物※如果反射的声波在原声直接传入耳中的声波终止 0.1 秒以后传入耳中,人耳就能把它们区分 开来;如果两种声波先后到达人耳的时间间隔小于0.1秒,人耳就无法区分它们,听到的声音 加强或延长倒相式音箱就是利用这一原理设计的,部分由箱背反射的声波从低音孔泄出,从而使音乐听起 来有一种余音缭绕的丰厚感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※“空谷回音”显示了大自然的奇妙,为了能听到自己呐喊的回声,你离开悬崖至少17米。
某些场合必须削弱回声的影响,这些建筑物的内壁都用松软多孔的吸音材料来减弱声波的反 射雷声是通过空气传播的,声音在传播过程中会受到大山、高大建筑物及云层、地面的多次反射 从而多次产生回声,连绵不断的雷声就是这样产成的4. 回声的应用:回声测距离:2s=vt 利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近声呐是利用回声测定 海水中目 标物位置的一种装置测量中要先知道声音在海水中的传播速度,测量方法是:测出发出声音到收到反射回来的声音 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/2六、声波的接收——耳※声音在耳朵里的传播途径: 外界传来的声音引起鼓膜振动,这种振动经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,人就听到了声音.※骨传导:声音的传导不仅仅可以用耳朵,还可以经头骨、颌骨传到听觉神经,引起听觉这 种声音的传导方式叫做骨传导第二节:声音的特性:音调不同物体发出的声音的高低不同,也可以说声音的粗细是不同的例如:男低音歌唱家声 音低沉粗壮,女高音歌唱家声音尖细;狮子的吼声粗壮,羔羊的叫声尖细 1.定义:物理学中把声音的高低称为音调实验证明:物体振动的快,发出的音调就高;振动的慢,发出的音调就低2。
频率:在物理学中把物体每秒钟振动的次数叫做频率,用 f 表示它表示物体振动的快慢3频率决定声音的音调频率越高,音调越高:频率越低,音调越低频率的单位是赫兹,简称赫,符号为 Hz5人能感受的声音频率有一定的范围,大多数人能够听到的频率范围从20Hz〜20000Hz频率高于20000Hz的声音为超声波;低于20Hz的声音为次声波6.理解:※音调是指声音的高低,也就是平常我们说的声音的粗细※在相同的介质和温度中,频率不同的声音传播速度相同※音调的咼低跟发声体的形状,尺寸和所用的材料的性质等多种因素有关 ※音调的高低与发声体振动的快慢有关※振动频率高,示波器上显示的波形就越密;振动频率低,示波器上显示的波形就疏 ※发声体振动的快慢(频率)通常与其结构有关※弦乐器和管乐器通过改变振动弦或空气柱的长度来发出不同音调的声音 弦越短、越细、张得越紧,弦振动时发出声音的音调就越高管乐器空气柱越长,空气柱振动时发出声音的音调越低※成年男子的声带长而厚,儿童和妇女的声带短而薄,所以成年男子的音调比儿童和妇发 的低※我国战国时期铸造的编钟由65个大小不同的青铜钟组成,大钟音调低沉,小钟音调高亢 ※唱歌时,女生的声音通常比男生的高,这里所说的声音高低,就是指音调的高低。
※狮子吼叫声的音调比鸟鸣声的音调低※用硬塑料片在梳子上划动可发出声音,快速划比慢速划声音的音调高※人们在挑选西瓜时,往往用手指在西瓜上弹几下,如果声音较清脆、音调咼,就知道是 生瓜;声音较沉闷,音调低,就是熟瓜※钢琴右边琴键弹出的音调比左边琴键弹出的音调高※蜜蜂飞行能凭听觉发现,而蝴蝶飞行听不见,因为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二:响度用大小不同的力,敲同一面鼓,我们听到声音的大小会不同 1.定义:人耳感觉到的声音的强弱程度(大小)叫做响度(响度也叫音量)人耳听到的声音的响度与那些因素有关① 发声体振动的幅度叫做振幅 实验证明物体的振幅越大,产生声音的响度越大② 与声源到人耳过程中的分散程度有关若使声音集中向某一方向传播,可以减小声音的 分散,增大响度③ 响度还跟离发声体的远近有关离发声体越远,单位面积上得到声音的能量就越少,听 到的声音就越轻,即响度越小难点:音调和响度的区分 音调是指声音的尖细,而响度是指声音的大小如,小孩的窃窃私语声,音调高,但响度 小;而大人的厉声斥吓声,音调低,但响度大※在公共场所“轻声说话”中的“轻声”指声音的响度小 ※在晚会上小李同学“引吭高歌”中的“高”指声音的响度大。
※用硬塑料片在梳子上划动可发出声音,用力划比轻轻划声音的响度大※用大力敲击鼓面,泡沫塑料振动的幅度大,声音的响度大,说明声音的响度与振幅有关 远去的汽笛声渐渐消失,说明响度与离发声体的远近有关三:音色不同发声体的材料,结构不同,发出声音的音色也就不同 音色是指声音的品质,即音质难点:音色是由发声体本生决定的,发声体不同,音色便不同 ※通常一切乐器或发声体发出的声音都是由不同频率的声波组成的※频率组合情况不同,声音的音色就不同※小芳唱歌比小红唱歌好听,从声音的特征上来说,小芳的音色比小红的好 ※声纹锁辨别声音主要是依据声音的音色※在欣赏民族音乐时,之所以能将二胡、笛子等乐器的声音区分开,主要是依据音色 四:噪声的危害和控制噪声的来源1 从物理角度来说,噪声是发声体作无规则振动时发出的声音;2 从环保角度来说,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 产生干扰的声音,都属于噪声 噪声的波形无规律且杂乱难点:※乐音和噪声的根本区别在于:乐音是由发声体有规律振动产生的,波形是有规律的;乐 音悠扬、悦耳、令人心旷神怡※噪声是由发声体无规律振动产生的,波形杂乱无章 噪声刺耳、难听、令人心烦意乱。
4.噪声的等级的划分※人们以分贝(符号是dB)为单位来表示声音强弱的等级※人的听觉是 20Hz 20000Hz海0小2:人刚能听到最微弱的声音探30—40dB:较为理想的安静环境,为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB,为了保证 工作和学习,声音不能超过70dB,为了保护听力,声音不能超过90dB※通常分贝数越大,人耳感觉到的响度也越大人耳是敏感的声音接收器,如果声音达到 80 分贝,就有可能伤害到人的耳朵 声音从产生到引起听觉的三个阶段:①声源的振动产生声音;②空气等介质的传播;③鼓膜的振动6. 控制噪声的三个方面:①防止噪声产生;②阻断噪声的传播;③防止噪声进入耳朵 消声(从声源处);吸声(在传播过程中减弱);隔声(在人耳处减弱)※为了减少噪声的危害,人们应该积极有效地控制噪声,可以分别从控制噪声源、控制噪 声的传播途径以及保护受噪声影响者这三个环节进行控制五:声的利用1.声与信息2 回声定位3 声纳测距,探测鱼群难点:声的概念比较广,包括超声,次声等;声音则指人而能够感受到的声4声音可以传递信息用超声波可以准确地获得人体内部疾病的信息,这就是“B超”用超声波检查身体时,由 于人体各部分器官对声波的反射情况不同,利用计算机图像显示设备,可以清楚地将人体 内部器官的结构显示在屏幕上,根据图像,医生很快就可以找出病灶所在的位置了,超声 波探查对人体没有伤害。
这一点不同于“X光”5声与能量物体的振动一产生声波一将能量和信息传递出去一声波能传递能量和信息重点:超声波可以用来清洗精密的机械;外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石。