初二物理精品教案声现象.docx

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初二物理精品教案声现象

初二物理精品讲义——声现象

一、声音的产生与传播

1.声音的产生

通过对各种发声的物体的观察，我们能够发现声音是由物体的振动产生的，振动能够发声，振动停止，发声也停止。

振动是指物体在某一位置附近做往复运动，往返一次叫振动一次。

发声的物体我们称作声源，声源能够是固体、液体或者是气体，所谓的“风声、雨声、读书声，声声入耳”，其中的“风声、雨声、读书声”分别是由空气的振动、雨水的振动、人的声带的振动来发出声音的。

注：

①一切发声的物体都在振动，固体、液体、气体都能够因为振动而发出声音；

②“振动停止、发声也停止”，注意不要理解成“振动停止，声音也消失”，振动停止，声音不再发出声音，但是原来发出的声音还在继续传播并存有，我们能够听到回声也是因为这个缘故；

③振动一定会发声，但是发出的声音不一定能听得见；而不振动的物体一定不会发出声音。

【例1】如图所示的四幅图中，不能产生声音的是（）

【例2】如图丙所示，用硬纸片把一个喇叭糊起来，做成一个“舞台”．台上小人在音乐声中翩翩起舞，这个现象说明______________________．

2.声音的传播

声音的传播是需要物质的，物理学中将这样的物质称作介质。

真空技术的发展，使得人们对于声音的研究也变得越来越方便，右图是研究声音传播的一个非常重要的实验，我们能够发现随着玻璃罩里面的空气逐渐减少，我们在外面所能听到声音逐渐变弱，当里面抽成真空时，我们只能透过玻璃罩看到闹铃的振动，而完全听不到闹铃的声音了。

声音以声波的形式传播，声音仅仅声波通过固体或液体、气体传播形成的运动。

用鼓槌捶击军鼓，鼓槌捶击在鼓头的穹形鼓皮上，鼓皮振动，振动的鼓皮然后就推动空气，产生从鼓头和鼓体发出并散开的压力波。

所以，“压力波”从声源向外发出并散开。

为了证明这个点，向公园内的池塘或家中的水槽内抛入一个石头，看看落入水中的物体产生的水波是如何从被干扰的波源散开的。

另外注意，如果抛入水槽或像碗一样的封闭容器中，波纹（振动）是如何碰到边缘、然后从壁上反弹回的。

观察封闭容器内的波纹/水波，就给了你一些声音是如何在封闭的屋子里移动，从墙壁上反弹回的概念。

另外注意，石块越大，产生波纹的间距就远远比小物体的要大。

【例3】下列说法中准确的是（）

A.只要物体振动，就一定能听到声音

B.固体、液体、气体都能传播声音

C.宇航员们在月球上也能够直接用口语交谈

D.声音在固体、液体中比在空气中传播得慢些

【例4】“南三听涛”是湛江八景之一，濒临浩瀚的南海，天水相连，涛声喧哗，巨浪排峰．声音是由物体的_______产生的，涛声是通过_______传到人耳的．

【例5】一天，小香同学所在的实验小组，将一手机的来电显示设为铃声和屏幕显示，然后将手机用线悬挂在真空罩中，将罩中的空气抽出后，用电话打该手机，结果只看到手机的屏幕显示而听不到铃声。

该实验能够证明声音需要______传播，而电磁波能够______传播。

3.声速

对着高墙或山崖喊话，要过一会才能听到回声，这说明声的传播需要一定的时间。

声音传播的快慢用声速来描述，它的大小等于声在每秒内传播的距离。

15℃的空气中的声速为340m/s。

影响声速的因素：

声速的大小与介质的种类相关，还跟介质的温度相关。

①声速的大小与介质的种类相关

声音在不同的介质的传播速度不同，一般情况下，声音在气体中的传播慢、在液体中传播速度较快，在固体中传播速度最快。

例如：

某人在一根较长的有水的自来水管的一端敲击一下，另一人在另一端能够听到几次声音？

②声速的大小跟介质的温度相关

声速随着温度的升高而增大，温度每升高1℃，声音在空气中每秒传播的距离增加0.6m。

当空气在不同区域的温度有区别时，声音的传播路线总是向着低温方向，如上方的温度低，声音就向上传播，此时，地处的声音，高出的人容易听到。

4.回声

对着山崖喊话，我们会听到回声。

这是因为声音在传播的过程中，遇到障碍物被反射回来，反射回来的声音再传到人的耳朵里，人便听到了回声。

①区别回声和原声的条件

人耳只能区别时间间隔0.1s以上的两个声音。

如果回声与原声传到人耳的时间间隔小于0.1s，那么人耳就不能区分回声与原声，这时回声与原声混在一起，使原声增强；如果回声和原声传到人耳的时间间隔不小于0.1s，人耳就能将回声和原声区别开来，从而听到回声。

回音壁：

回音壁建于1530年，回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙，高3.72米，厚0.9米，直径61.5米，周长193.2米。

围墙内有三座建筑物，其中一座叫皇穹宇，整个围墙整齐光滑。

回音壁有回音的效果：

如果一个人站在东配殿的墙下面朝北墙轻声说话，而另一个人站在西配殿的墙下面朝北墙轻声说话，两个人把耳朵靠近墙，即可清楚地听见远在另一端的对方的声音，而且说话的声音回音悠长。

回音壁的原理：

回音壁有回音效果的原因是皇穹宇围墙的建造暗合了声学的传音原理。

围墙由磨砖对缝砌成，光滑平整，弧度过度柔和，有利于声波的规则反射。

加之围墙上端覆盖着琉璃瓦使声波不至于散漫地消失，更造成了回音壁的回音效果。

三音石：

通向皇穹宇的台阶，其中有一块被称为三音石。

如果你站在这块台阶上拍一下手，你就能听到三次，或者更多次连续拍手的声音。

天坛的四周围墙很高，而且坚硬光滑，能够很好地反射声音；墙又是圆形的，三音石正好放在圆的中心处。

当你拍了一下手后，声音从空气中向四周传播，遇到围墙后，又给反射回来，这些经反射回来的声音又都经过位于圆心的三音石。

所以，我们站在三音石上拍手，就会听到清晰的回音，而且回音特别响。

反射回来的声音还有一个特点，它经过圆心后继续向前走，一直传到对面围墙上，经过第二次反射又回到三音石。

这样，我们就听到了第二次、第三次，甚至更多次的声音了，这里除你拍手的那次声音是原始声音，其余的都是回音。

②利用回声测距

声音在同一均匀介质中传播速度是不变的，从声源发声到庭到回声的过程中，声音的运动经历了“声源——障碍物”和“障碍物——声源处接收器（如人耳）”两个过程，所以声音从声源到障碍物所需要的时间是整个时间的一半，

即t’=t/2，则s=v•t/2，所以，当已知声音在某一介质中的传播速度时，只要测出从发声到回声的时间，就可算出声源与障碍物之间的距离。

【例6】假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人耳的先后时间间隔大于（或等于）0.ls，人耳就能够把这两次声音分辨开．也就是说，如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1s，人耳就只能听到一次声音.请计算要听到自己的回声,人和障碍物之间的距离至少要多远?

【例7】一汽锤正在打桩，某人从看到汽锤撞击大桩到听到撞击声音经过时间为1.5秒，问此人距离木桩有多远？

（设声音在空气中传播的速度为330米／秒）

二、我们怎样听到声音

1.人耳的构造

很多人以为人是用耳朵来听声音的，其实并不完全准确。

从本质上说，人是用脑来听声音的，耳朵只起到收集声波并把它传递给大脑的作用，破译声波的含义是由大脑来完成的。

当人们睡着的时候是听不到周围的声音的，这是因为人睡着的时候分管“听”的那部分脑神经也“睡着了”。

人感知声音的基本过程：

声波由耳廓收集后，通过耳道引起骨膜的振动，这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经将信号传给大脑，这样人就听到声音了。

在声音传递给大脑的整个过程汇总，任何部分发生障碍（例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏），人都会失去听觉，由骨膜、听小骨等部位障碍造成的耳聋成为传导性耳聋，而由听觉神经、听觉中枢等部位障碍造成的耳聋成为感音性耳聋。

听到声音的条件：

①要有振动源——声源；

②声源振动产生的声音在人的听觉范围内；

注：

人耳能听到声音的范围是20Hz-20000Hz。

③有传播声音的介质存有；

④听觉正常。

2.骨传声

声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉，这种声音的传到方式叫做骨传导。

第一种途径：

空气传导：

声波—耳廓—外耳道—鼓膜—听小骨—听觉神经—大脑。

第二种途径：

骨传导：

声波—听小骨—听觉神经—大脑。

骨传导是感知声音的另一种途径，其原理是固体传声。

因为骨是声音的良导体，所以，失去听觉的人，只要听觉神经正常，能够通过骨传导听到声音。

骨传声的实验：

用手指堵住自己的耳朵，将振动的音叉的尾部抵在前额、耳后的骨头和牙齿上，能听到音叉的声音。

3.双耳效应

人都有两只耳朵，声源到两只耳朵的距离一般是不同的，这样声音传到两只耳朵的时刻、强弱以及其他的特征也就不同，这些差异是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。

双耳效应能让我们准确的判断声音传来的方位，我们听到的声音是立体的，这也是立体声的原理。

声音从各个不同角度到达人耳有明显不同的时间差。

【例8】人们听到自己的说话声（）

A.首先是人耳将声波传给听觉神经的

B.首先是骨将声波传给听觉神经的

C.是骨传导和空气传导同时将声波传给听觉神经的

D.是骨传导在先，空气传导在后，但几乎是同时的

【例9】2004年12月26日，南亚、东南亚海域发生强烈地震，引发了罕见的大海啸，夺走了很多人的生命，后来人们在清理现场时很少发现有猫、狗、老鼠等动物的尸体，人们猜测可能是地震时产生的___________声波，动物能够听到，而人听不到。

三、声音的特性

我们充斥在一个声音的世界里，在我们的身边有着各式各样的声音，如低沉、有力的狮子吼，又尖又细的喵喵声，而很多的歌手也凭借着自己独特的声音吸引了众多的歌迷的拥护，那么从物理的角度来看这个问题，我们是从什么角度来区分各个不同的声音呢？

1.声音的三要素

音调、响度、音色是声音的三大要素，人正是通过这三个要素来区分声音的。

2.音调（pitch）

音调是指声音的高低（高音、低音），由“频率”（frequency）决定，频率越高音调越高。

物体在每秒内振动的次数叫做频率，频率是用来表示物体振动快慢的物理量，物体振动的越快，频率越高；振动越慢，频率越低。

如图所示，甲图中的频率比较低，而乙图中的频率相对要高。

频率的测量单位为赫兹，Hz（hertz），是以一个名叫海里奇R·赫兹的音响奇人命名的。

如果，物体在1s的时间内振动了100次，则频率是100Hz。

人能感受的声音是有一定的范围的，人耳听觉范围20～20000Hz，20Hz以下称为次声波，20000Hz以上称为超声波。

超声波和次声波人都听不见，但是很多动物能够听见。

3.响度（loudness）

响度是指人主观上感觉声音的大小（俗称音量），由“振幅”（amplitude）和人离声源的距离决定，振幅越大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大。

（单位：

分贝dB）

※音调和响度※

理解音调和响度这两个概念时，要注意生活中的语言与物理学中的语言是有区别的，在生活中所说的声音高低，有时指音调；如唱歌时说音起的太高，唱不上去；有时指响度，如说某人说话太低，听不清，但在物理学中指音调时说高低，指响度时说大小，二者不能混淆。

“音调高就是响度大，音调小就是响度小”这种说法是不对的。

又如日常生活中所说“高声大叫”、“低声细语”中的“高、低”实际指的是响度大小，而“高音歌唱家”、“低音歌唱家”才是指音调高低。

4.音色（musicquality）

音色是指不同发声体发出的声音的特色，不同发声体在音调和响度都相同时，发出的声音特色不同，即音色不同，音色由发声体的材料、结构决定。

平常说：

“闻其声，知其人”就是这个道理。

【例10】二胡是我国劳动人民发明的一种弦乐器。

演奏前，演员经常要调节弦的松紧水准，其目的在调节弦发声时的（）

A．响度B．音调C．音色D．振幅

【例11】小雨在课外活动中制作了一种发声装置。

他在纸筒的开口端打两个孔，并用一根绳子穿