内容正文:
第二章 声现象
第一节 声音的产生与传播
一、声音的产生
1. 声源:物理学中,把正在振动发声的物体叫声源。只有正在发声的物体才能叫声源。
(1)一个能够发声但没有发声的物体不能称为声源。
(2)声源可以是固体、液体或气体。
举例:固体声源:振动的音叉;液体声源:流水声;气体声源:笛声,笛子是由内部的空气柱振动发声。
2.声音的产生条件:声音是由物体振动产生的;振动停止,发声也停止。
(1)一切发声的物体都在振动。只要发声,肯定有物体振动。
(2)振动停止,发声也停止,但发出的声音仍在继续传播。
(3)声音的振动可记录下来,并且可重新还原,常见的有磁带、激光唱片、储存卡等记录方式。
3.声音的产生实验
(1)把正在振动的音叉靠近乒乓球,现象:乒乓球被弹起;
(2)把正在振动的音叉放入水中,现象:溅起水花;
(3)敲击放了小纸屑的鼓面,现象:小纸屑被弹起。
实验结论:声音是由物体振动产生的
研究方法:转换法,将不明显的实验现象通过另外一种更为明显的现象表现出来的研究方法。这三个实验中,乒乓球、水的作用是放大音叉的振动,小纸屑的作用是放大鼓面的振动。
二、声音的传播
1. 真空罩实验
(1)实验步骤和现象表格:
步骤
现象
打开闹钟
听到清晰的铃声,并看到闹钟在振动
罩上玻璃罩
声音变小
抽出空气
声音逐渐变小,甚至最后听不到声音,同时能观察到闹钟仍在振动
玻璃罩内重新放入空气
声音逐渐变大
(2)实验结论:真空不能传声,空气能传播声音,声音的传播需要介质。
(3)注意事项:①真空不能传播声音的结论是在实验的基础上推理出来的。②玻璃罩要密封且用减震材料与桌子隔开,防止桌子传声;③抽气机要远离玻璃罩,减少干扰;④无论怎么抽,靠的很近还是有可能听到铃声,是因为抽气机无法真正把玻璃罩内抽出真空;
(5)研究方法:科学推理法(或理想实验法、实验推理法),在实验的基础上,经过概括、推理得出规律的研究方法。
2.介质:声音的传播媒介。
3.真空不能传播声音。
4.声音的传播需要介质,介质可以是气体、固体和液体。
解析:“真空不能传播声音”和“声音的传播需要介质”等同。
5.应用:月球上(太空中)的宇航员需要用无线电话交谈。
6.声波:声音在介质中是以波的形式进行传播的,我们把这种波叫做声波。
7.声速:声音在介质中传播的速度,单位m/s。
8.声速的影响因素:声速的大小与介质的温度、介质状态、介质的种类有关
①在15℃时,空气中的声速是340m/s。
②声音在不同介质中的传播速度不同,一般情况下,声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为。(不是一定的)
③声速大小与介质温度有关,一般而言,温度越高,声速越快。
④不同种类的物质,声速一般不同。
9.一般听到声音的过程:物体振动发声,在介质中传播(一般是空气),鼓膜振动,听小骨及其他组织,听觉神经,大脑。
10.骨传导:不借助鼓膜,而是通过头骨、额骨等方式传递到听觉神经,引起听觉的方式叫骨传导。骨传导的传声效果比空气好。
举例:刷牙、吃饼干听到的声音、自己说话自己听等。
11.双耳效应:声源到双耳的距离不同,因此声音传播到双耳的时刻、强弱、步调等不同,从而判断声源方位的现象。
12.回声:声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,反射的声音称为回声。
举例:高山的回声、夏天雷声轰鸣不绝、北京的天坛的回音壁。
13.分辨两个声音的要求:两个声音进入耳朵的时间间隔在0.1s以上。
(1) 分辨回声至少需要17m。
(2) 当两个声音的间隔低于0.1s时,起到增强原声(同一种声音如原声和回声),人耳就不能区分回声与原声了,或者干扰作用(同时听到不同的声音)。
14.回声测距:当声源静止时,声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离,是声源到障碍物距离的两倍,即(这不是公式),其中t为从发声到接收到回声的时间,v声为声音的传播速度。
15.回声计算题(下面的关系式都不是公式)
(1)基础型问题:声源到障碍物的距离是声音传播距离的一半。
(2)山谷双回声问题:山谷的宽度等于声音到两边障碍物的距离之和。
(3)(拓展)火车回声问题:设车发出声音到障碍物的距离为s1,车接收到回声时距离障碍物的距离为s2,
路程关系:①2s1=s声+s车;②2s2=s声-s车
(4)(拓展)敲管声音问题:左边敲击,右边听,由于空气和铁中,声音的传播速度不一样,听到的时间也不一样。
①空气中传播的时间,铁中传播的时间,由于v铁>v空,所以t空>t铁,所以时间差为。题意中给出其中三个量,即可解出第四个量。
②关系式:
16.(拓展)回声的防止:有时候会产生重音,需要装吸音材料,一般越是不平整的材料吸音效果越好,因为声音在材料表面多次反射消耗能量。
第二节 声音的特性
一、音调
1、音调:声音的高低