内容正文:
模块一 声学、光学
第1讲 声 现 象
1. 通过实验,认识声的产生和传播条件。
2. 了解声音的特性。了解现代技术中声学知识的部分应用。
3. 知道噪声的危害及控制方法。
一、 声的产生与传播
1. 声的产生
(1) 条件:声是由物体的 振动 产生的。
(2) 声源:正在振动的发声物体叫做声源。
2. 声的传播
(1) 传播条件:声的传播需要 介质 ;固体、液体、气体都可以传声,真空 不能 传声。
(2) 传播形式:声在介质中以 声波 的形式向各个方向传播。
振动
介质
不能
声波
3. 声速
(1) 定义:声传播的距离与时间的 比值 。
(2) 影响因素:
① 介质的种类:一般来说,v固>v液>v气。
② 介质的温度:同种介质中,温度越高,声速通常越大。
比值
(3) 1个标准大气压下,声在15℃的空气中的传播速度为 340 m/s。
340
4. 回声
(1) 原理:声波的反射。
(2) 应用:回声测距(声呐、倒车雷达等)。如图,发射/接收器到障碍物的距离s= v声 。
v声
二、 乐音的三种特性
1. 响度
(1) 定义:物理学中,把(人耳感觉到的)声音的 强弱 叫做响度。
(2) 影响因素:
① 发声体的 振幅 :振幅越大,发出声音的响度越 大 。
② 传播的距离:距离声源越远,听到的声音的响度越 小 。
③ 分散程度:声音越分散,听到的声音的响度越 小 。
强弱
振幅
大
小
小
(3) 波形:声音的响度越大,表现在波形上为声波的波动幅度越大。乙图表示的声音的响度比甲图的大。
2. 音调
(1) 定义:声音的 高低 称为音调。
(2) 影响因素:频率——物体每秒振动的次数叫做频率。频率的单位是 赫兹 (Hz),1Hz=1s-1,表示物体每秒振动1次。发声体振动的频率越高,发出声音的音调就越 高 。
高低
赫兹
高
(3) 波形:声音的音调越高,表现在波形上为声波的峰和谷越密集。乙图表示的声音的音调比甲图的高。
3. 音色
(1) 定义:音色反映的是声音的品质与特色。
(2) 影响因素:不同发声体的 材料、结构 不同,发出声音的音色就不同。
(3) 波形:声音的音色不同,表现在波形上,声波的形状是不同的。下面是三种不同发声体发出的声音的波形图。
材料、结构
三、 噪声
1. 噪声的两种定义
(1) 从物理学角度讲,发声体做无规则振动时发出的声音,称为噪声;噪声的波形是杂乱无章的。
(2) 从环境保护角度讲,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。
2. 噪声的控制
(1) 防止噪声产生(在声源处减弱噪声):禁止喧哗、禁止鸣笛、安装消声器、减小摩擦等。
(2) 阻断噪声传播(在传播过程中减弱噪声):道路旁装隔音墙、植树,安装双层玻璃窗等。
(3) 防止噪声进入人耳(在人耳处减弱噪声):佩戴防噪声耳罩、耳塞等。
四、 超声与次声
1. 可听声
多数人能听到的声音,频率范围从20Hz到20000Hz。狭义上的声音指的就是可听声。
2. 超声
(1) 频率范围: 高于20000Hz 。
(2) 应用:
① 传递 信息 :导盲仪、倒车雷达、声呐、测速仪、B超等。
② 传递 能量 :超声波清洗机、超声波粉碎结石、超声波杀菌等。
高于20000Hz
信息
能量
3. 次声
(1) 频率范围: 低于20Hz 。
(2) 应用:
① 传递 信息 :监测地震、台风、海啸、火山喷发等自然灾害,监测核爆炸。
② 传递 能量 :次声武器等。
低于20Hz
信息
能量
1. (2023·无锡)如图所示,系在细绳上的乒乓球在竖直方向静止,将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球,观察到乒乓球被弹起,说明声音是由物体 振动 产生的,音叉发出的声音通过 空气 传入我们的耳中。
第1题
振动
空气
考点一 声的产生与传播
1
2
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8
9
10
2. 如图,把正在响铃的闹钟放在罩内,逐渐抽出其中的空气,听到声音逐渐减弱,直至最后几乎听不到声音,拔掉抽气管,让空气进入罩内,又能听见响铃的声音,这个实验说明了真空 不能传播声音 ,用到的研究物理的科学方法是 推理法 。
第2题
不能传播声音
推理法
1
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考点二 乐音的三种特性
3. (2023·连云港)AI智能音箱已广泛应用于新能源汽车,它让用户以语音对话的交互方式实现了多项功能的操作。当对AI智能音箱发出调大声音的指令时,音箱就自动改变声音的 响度 ,音箱内部扬声器振动的幅度 变大 。
响度
变大
1
2
3