3.4 声的应用（课件）-2025-2026学年教科版八年级物理上册

3.4 声的应用 1 知识回顾 3.4 声的应用 奇异的声现象 弋阳圭峰 四声谷 新课导入 3.4 声的应用 图 3-4-1 回音壁 北京天坛公园中的建筑庄严雄伟，其中还有着奇妙的声学特点。公园内有个圆形的回音壁 (图3-4-1)，对着墙壁说话，即使声音很轻，在壁远处的许多位置仍能听得清楚。 新课讲解 3.4 声的应用 声音的反射 声是一种波。 声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，这种现象叫作声音的反射。对着远处的山崖喊话听到的回声，就是反射回来的声音(图 3-4-2)。 3.4 声的应用 图 3-4-2 对着山崖喊话，声音会被山崖反射回来。如果山崖离人较远，回声到达人耳比原声晚 0.1s以上，人耳就能区分开原声与回声 3.4 声的应用 天坛始建于明永乐十八年(1420年)，其中的回音壁是一道直径约 61.5 m、高约3.72m的圆形围墙，围墙以砖石砌成，墙壁面整齐、光滑。如3-4-3所示，当人对着墙面低语，声波会沿着凹墙面经多次反射传给远处贴近墙壁的听者。 图 3-4-3 天坛回音壁的原理图 3.4 声的应用 声音反射回来所需要的时间、回声的强弱，与声传播中遇到的障碍物的形状、材质、位置等因素有关。据此，人们利用回声探测、检查物体，获得信息。声的反射是各种声技术的基础。 3.4 声的应用 超声与次声：探测技术 认识超声和次声 打开计算机中的虚拟声音示波器，选择信号源，点击“开始”，将声音的音量和频率调到合适大小。此时，窗口中显示标准波形，同时音箱发出对应频率的声音。 3.4 声的应用 调整频率逐渐增大或逐渐减小，当声波频率落在小于 20 Hz 或大于 20 000Hz 范围时，我们已不能听见声音，但仍能看见它们的波形，你知道这是为什么吗? 物理学中，把振动频率高于 20 000 Hz 的声，叫作超声(ultrasound)； 把振动频率低于20H的声，叫作次声(infrasonic sound)。 3.4 声的应用 人无法听到超声，但许多动物却能听到。蝙蝠通过喉头发出超声，再用耳朵接收回声，就能利用超声导航、捕食(图3-4-4)。受此启发，科学家和工程师发明了回声定位技术。超声波方向性好、穿透能力强，在生产、生活中有着广泛的应用(图 3-4-5)。 图 3-4-4 蝙蝠的回声定位 3.4 声的应用 图 3-4-5 超声的应用 (a)装在船底的回声测深仪发出超声波，利用超声波遇到障碍物反射的回声，可探测海底地貌，还可用来探测鱼群、潜艇的位置等 3.4 声的应用 图 3-4-5 超声的应用 (b) B超机向人体发出超声波，根据人体不同位置反射回来的超声的不同，可观察母体中胎儿的发育情况 3.4 声的应用 图 3-4-5 超声的应用 (c) 汽车倒车时，安装在车尾的超声波传感器发射超声波并接收从障碍物反射的回声，由此可计算出车体与障碍物间的实际距离 3.4 声的应用 次声波传播时能量损失小，能传得很远，对各种次声波进行监测，可以得到许多信息。 在大气层内进行核爆炸会产生巨大的次声波，用一种高灵敏度的监测装置就可以探测到核爆炸的强度和位置。目前已建成全球性核试验监测网，地球上任何一个角落进行的核试验都不可能逃过核试验监测网的“监听”。 3.4 声的应用 很多自然灾害，如地震、火山喷发、龙卷风、雷暴、泥石流等，在发生前也会先发出次声。利用次声监测网进行监测，可以对灾害预警，从而减少损失。 3.4 声的应用 水声通信与语音识别 “我是蛟龙，我是蛟龙，我们已经下潜到7062米!” 图 3-4-6 蛟龙号 3.4 声的应用 深海是神秘的世界，隐藏着许多我们不知晓的生命和奇观。声波是唯一能在海水中有效进行远距离信息传递的载体。“蛟龙号”载人潜水器潜进深海，水声通信是潜水器与水面人员联系的主要方式(图 3-4-7)。 3.4 声的应用 图 3-4-7 2013 年蛟龙号接收的由水声通信系统传回的水底岩石和生物群落画面 3.4 声的应用 声技术与计算机技术相结合，正广泛地应用于现代社会的各个方面，声识别技术就是其中之一。 3.4 声的应用 每个人的声音各有特色，但不同的人说同一句话，我们都能听清楚这句话是什么，这说明每个字的读音都有它们各自的特征。计算机程序可以分析出这些特征并储存起来。当人说话时，计算机程序通过分析每个字的读音特征，并与各个字的标准读音特征进行比对，再联系上下文，就可以判断出人说的话。这就是声识别技术。目前，这项技术已广泛应用于智能化生活和工作中。 3.4 声的应用 手机实验：语音识别 手机通常都配备了语音助手，通过语音助手，可以实现语音输入、语音搜索、语音拨号、语音短信等功能，极大地提高了手机使用的便利性。打开手机，试一试这些功能吧。 3.4 声的应用 1. 在室内讲话听起来比在旷野响亮，这是为什么? 室内讲话时，回声传播到耳中与原声叠加，相当于原声增强，所以听起来更响亮。 3.4 声的应用 2. 有一种驱蚊器，它可以模拟蚊子的天敌——蝙蝠的发声频率，来达到驱赶蚊子的效果。你知道这种驱蚊器发出的是哪类声波吗? 这种声波还有哪些应用呢? 超声波； 回声测距、B超、倒车雷达等 3.4 声的应用 3. 地震来临前，狗会狂叫不止而人却感受不到异样，小明认为是因为狗可以预知自然界中将要发生的事情，小聪认为是因为狗能听到人听不到的“某种声音”。谁的观点正确，为什么? 小聪的观点正确。 3.4 声的应用 地震来临前，狗会狂叫不止而人却感受不到异样，是因为地震会产生次声波。 次声波的频率低于20Hz，而狗的听觉频率范围是15 ~ 50000 Hz，这意味着狗能够听到次声波。 相比之下，人的听觉频率范围是20~20000Hz，因此人无法听到次声波。 3.4 声的应用 课堂小结 3.4 声的应用 1. 小明假期去旅游爬山时，对一座高山喊一声后，0.4s 听到回声，则小明与山之间的距离大约是___________m。(已知声速为 340 m/s) 68 课堂练习 3.4 声的应用 2. 如图所示为超声导盲手杖。它可以发射超声波探测人体周围障碍物的情况，并处理成语音信号及时播放出来，提醒盲人行路安全。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法中正确的是 ( ) A.超声波的频率低于 20 Hz B.超声波不是物体振动产生的 C.该导盲杖利用了超声波穿透能力强的原理 D.该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠相同 D 3.4 声的应用 3. 一种新型锁——声纹锁，只要主人说出事先设定的暗语就能把锁打开，别人即使说出暗语也打不开。这种声纹锁辨别声音的主要依据是 ( ) A.音调 B.响度 C.音色 D.声速 C 3.4 声的应用 $$