内容正文:
2.2 声音的特性
1
1.了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体的频率有关。知道声音的响度跟发声体的振幅有关。知道不同发声体发出声音的音色不同。
2.通过实验,进一步了解和学习研究物理学问题的方法。
3.通过研究现实世界中丰富多彩的发声现象,使我们更加热爱科学。
学习目标
2
男女生发出的声音有什么不同?
男生声音粗犷、低沉,女生声音尖细、高吭
物理学中,声音的高低叫作音调。
女高音、男低音表示的就是音调的高低。
想一想
一、音调
提出问题
实验探究
当物体发声时,音调高低是由什么因素决定的?
如图所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,使钢尺伸出桌边的长度分别是5cm、10cm和15cm。拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时观察钢尺振动的快慢。
物体振动得快,发出的音调就高;振动得慢,发出的音调就低。
在物理学中用每秒内振动的次数——频率来描述物体振动的快慢,频率的单位是赫兹(Hz)。
归纳总结
2.音调的影响因素
3.音调与波形的关系
总结:
2、频率的大小是物体在一秒钟内振动的次数。
物体如果在一秒的时间里振动100次,频率就是 。
1、频率是描述物体振动的快慢。
3、频率单位:
赫兹
简称:
赫
符号:
Hz
练习1:
100Hz
练习2:
蚊子的翅膀在10秒内振动6400次,蚊子翅膀振动的频率是 。
640Hz
3.超声波和次声波
20 000Hz
频率
声音
20Hz
次声波
超声波
声
20HZ
20 000HZ
人的听觉范围
次声波
超声波
超声波—— 频率高于20 000Hz的声音。
次声波—— 频率低于20Hz的声音。
7
火山喷发
台 风
海 啸
地
震
次声波
8
人和一些动物的听觉频率范围
小资料
9
小资料
蝴蝶翅膀的振动频率小于10Hz,而蚊子的翅膀振动频率为500—600Hz。
振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到蜜蜂翅膀发出的声音?
蜜蜂翅膀的振动频率在人的听觉范围内,而蝴蝶翅膀的振动频率不在人的听觉范围内。
想一想
10
在本章开始时“大象可以用人类听不到的‘声音’进行交流”?
这是因为,大象的语言对人类来说是一种次声波。
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声音有高低的不同,也有强弱的不同。例如,用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大。
1.物理学中,声音的强弱叫响度。
二、响度
2.响度的影响因素
提出问题
实验探究
响度跟什么因素有关呢?
如图所示,将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球,观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同响度的声音,重做上述实验。
物理学中,物体振动的幅度大小用振幅来表示。振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小。
归纳总结
2、人听到的声音大小,除跟物体的振幅有关之外,还跟什么因素有关?
思考:1、在上述实验中,乒乓球的作用是什么?
响度跟物体振动的振幅有关,还跟距发声体的远近有关。
对微小振动的放大
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图中的两个情景有什么共同点呢?
减少声音的分散,增大声音的响度
你能举个生活中利用这个原理的工具吗?
听诊器
想一想
15
我们能分辨不同乐器发声,是因为它们的音色不同。
三、音色
音色:声音的特色
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都发C调的1(do),比较各波形有何异同。
音叉
钢琴
长笛
结论: 音色与发声体的材料、结构有关。
音色与什么因素有关?
定义 决定因素 听感表现
音
调
响
度
音色
声音的高低
由振动频率决定;频率高,音调高;频率低,音调低
音调高:声音清脆、尖细;音调低:声音粗犷、低沉
声音的强弱
由声源的振幅决定;振幅越大,响度越大。还跟距离发声体远近有关,距离越近响度越大。
响度大:震耳欲聋;响度小:轻声耳语
声音的特色
不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色就不同
分辨不同发声体发出的声音
归 纳
乐音和乐器
科学世界
声音是多种多样的。许多声音悠扬、悦耳,听到时感觉非常舒服,例如歌唱家的歌声、演奏家演奏的乐曲声。这类声音都是乐音。
从钢琴和长笛的波形图中可以看出,乐音的波形是有规律的。
千百年来世界各地的人民发明了形形色色的乐器。虽然各种乐器看上去千差万别,音色和演奏方式也不尽相同,但所有乐器的物理原理都是一样的:通过振动发出声音。
打击乐器 编钟、鼓、锣等乐器受到敲击时发生振动,产生声音。演奏编钟时,敲击大小不同的钟能发出不同音调的声音。击鼓时的力度越大,鼓面的振动幅度就越大,声音就越响亮。
弦乐器 古琴、琵琶、二胡、小提琴和钢琴等乐器通过弦的振动发声。长而粗的弦发声的音调低,短而细的弦发声的音调高。绷紧的弦发声的音调高,不紧的弦发声的音调低。弦的振动幅度越大,声音就越响。弦乐器通常有一个共鸣箱来使声音更洪亮。
管乐器 箫和笛等乐器,包含一段空气柱,吹奏时空气柱振动发声。手指在不同的音孔上,就会改变空气柱的长度,从而改变音调。长的空气柱产生低音,短的空气柱产生高音。单簧管双簧管和各种号也是常见的管乐器。
在河南舞阳出土的8 000多年前的贾湖骨笛,可以吹奏出七声音阶,是我国迄今发现的最早的管乐器。
声音的特性
音调
响度
音色
决定
因素
决定
因素
决定
因素
频率
振幅
发声体材料、结构
人耳可听频率范围
次声波
超声波
>20000Hz
<20Hz
20—20000Hz
离发声体的距离
课堂小结
A
1.在合唱比赛中,同学们用歌声表达了远大志向。合唱中“高音声部”和“低音声部”中的“高”和“低”,指的是声音的( )
A.音调 B.音色 C.响度 D.振幅
课堂练习
2. 公共场所“轻声说话”是一种文明行为,“轻声”指声音的( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.频率
C
3.机械手表放在耳朵附近,听到表针走动的声音较小;把一个气球放在手表与耳朵之间相互贴紧,听到表针走动的声音较大。这两种情况声音的主要差别是( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.频率
B
4.听音能辨人,主要是依据不同人的讲话声具有不同的( )
A.响度 B.音调
C.音色 D.振幅
c
5.“那么高的音我唱不上去”或“那么低的音我唱不出来”,这里的“高”“低”指的是______;而“引吭高歌”、“低声细语”里的“高”、“低”指的是______。
音调
响度
6.拿一张硬纸片,在木梳齿上划过,先快些,后慢些,划得快时,发出声音的音调______,这说明音调跟发声体的_____________有关。
高
振动频率
7.男同学说话声音“低沉”,是指男同学声音的 _____低,这是因为男同学说话时,声带_________的缘故。
音调
振动频率低
8、如图所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明哪些问题?请你写出两个:
(1)_______________________
(2)________________________
空气可以传声
声音是由物体的振动产生的
9.当声音的音调或响度改变时,示波器上所显示的波形也会改变.图中给出了相同时间内音调或响度的发声体A和B振动的波形, 的音调高, 的响度大。
A
A
8.回顾实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整)。
探究影响音调高低的因素:
过程 把钢尺按在桌面上,一端伸出桌边。拨动钢尺,听声音并观察钢尺振动的快慢;改变 ,再做几次实验
方法 几次实验中,使钢尺振动的 相同,这里运用了 法
钢尺伸出桌边的长度
幅度(或振幅)
控制变量
再见
$$