内容正文:
第四节 人耳听不到的声音
第一章 声现象
原来,并不是所有的声源振动发出的声音,我们都能听得到。
当蜜蜂从耳边飞过时,可以明显听到它们发出的声音。
蝴蝶的翅膀比蜜蜂的翅膀大得多,从耳边飞过,我们却听不见声音,这是为什么?
我们听到声音的范围多大?听不到的声音有哪些?
②超声波:
把高于20000Hz的声音叫超声波。
①可听声:
多数人能够听到的声音频率
范围为:20Hz~20000Hz。
③次声波:
把低于20Hz的声音叫次声波。
人和一些动物听觉的频率范围
知识讲解
(1)图中能听到次声波的动物有哪些?
(2)图中能听到超声波的动物有哪些?
狗、大象
蝙蝠、海豚、猫、狗
知识讲解
1. 超声波方向性好、在水中传播距离远
超声波
回声定位、测距、测速
发出超声波
确定目标位置
接收反射回来的超声波
s
从发出超声波到接收到回声的总时间为t
s=v声t/2
知识讲解
1. 超声波方向性好、在水中传播距离远
回声定位、测距、测速
声呐
超声波测速仪
超声波
在工业领域,超声探伤仪能利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性,快速、精确地进行工件内部缺陷的检测、定位、评估和诊断。例如,可以用它探测铁轨内部是否存在裂纹、气孔和杂质等。
知识讲解
2. 超声波穿透能力强、可以成像
诊断、探伤
胎儿的B超图像
超声波探伤仪
超声波
知识讲解
3. 超声波的能量很大,在介质中传播时能产生巨大的作用力
切削、焊接、凿孔、清洗等
超声波切割
超声波焊接
超声波
人们还利用超声波的特性发明了超声清洗机 (图1-27)、超声焊接机、超声雾化器等。
图 1-27 超声清洗机
有一种超声电机(图1-28),它能把超声振动的形式转换为移动的形式,比传统电机体积更小,并具有低速、高精度等优点,不少数码相机的光学镜头都采用了这项技术。
图 1-28 超声电机
1. 超声波的特点
超声波具有方向性好、在水中传播距离远、穿透能力强、易于获得较集中的声能、能够成像等特点,在生产、医疗和科学研究等方面得到了广泛的应用。
2. 超声波的应用
(1)蝙蝠的回声定位
自然界中许多动物不仅能发出超声波,还能感受到超声波。例如,通常夜间活动的蝙蝠不会撞到障碍物,它们利用超声波进行导航。蝙蝠发出的超声波碰到墙壁等障碍物会返回,由此,它便能判断障碍物的位置并及时避开。
蝙蝠靠超声波发现昆虫
超声波特点及其应用
其他常见超声波的应用
倒车雷达
超声测速仪
2.某种昆虫靠翅膀振动发声,它振动的频率是350Hz,人类 听到这种声音(选填“能”或“不能”)。频率高于20000Hz的声波称为 。请你列举一个人们利用这种声波的实例: 。
例题
能
超声波
B超
1.风暴生成后产生的 ,其传播速度远 (大于/小于)风暴移动速度,人们根据监测到的次声波,即可在风暴到来之前发出警报。
2. 强地震产生的次声波会对人体造成严重损害,使人恶心、神经错乱、与人耳能听到的声音相比,次声波具有较小的( )
A.传播速度 B.振动幅度 C.振动频率 D.传播能量
次声波
大于
C
科学探究
1. 关于超声波,下列说法中正确的是( )
A.它能在真空中传播 B.它的传播速度比可听声快
C.它的响度很低,所以听不到 D.它能够传递能量
D
当堂评价
1.蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5~10 次,蚊子飞行时翅膀每秒振动300~600次。为什么我们凭听觉能发现飞行的蚊子,却不能发现飞行的蝴蝶?
因为蚊子振翅的频率为300~600Hz,在人的听觉频率范围内;而蝴蝶振翅的频率只有5~6Hz,属于次声波,不在人的听觉频率范围内。
实践与练习
2. 查阅资料,了解你感兴趣的动物发出声音的频率范围,并与同学交流。
一些动物发声的频率范围为:蝙蝠:10000~120000 Hz;
海豚:7 000~120000 Hz;
狗:452~1800 Hz;
猫:760~1500 Hz;
知更鸟:2 000~13 000 Hz。
较强的次声波会对人体造成严重损害,使人恶心、神经错乱,甚至内脏破裂。
强度更大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。
次声波的危害
视频欣赏——《超声波与次声波》
为什么次声能给人造成危害?这些还在进一步研究中.一般认为,人体器官如心脏、头部等都有自己的固有频率,约为4~18Hz.如果次声波频率与之接近或相同,引起人的头部和心脏等器官的共振,那么轻者使人不舒服,重者甚至导致死亡.
小资料
共振能瞬间破坏一座大桥
目前,科学家正在研究、监测和控制次声波,以便有效避免它的危害,或从次声波中获取信息来预报地震、台风等。风暴生成后产生的次声波,传播速度远大于风暴移动速度,人们根据监测到的次声波,即可在风暴到来之前发出警报。人们还通过研究次声波在大气层中传播构特性,来探测某些大规模气象过程的性质和规律,预报沙尘暴,龙卷风等。
【例题】 超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名,在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。下列不是利用超声波的是( )
A.排除人体内的结石
B.用声呐确定潜艇的位置
C.探测核爆炸的强度
D.检测锅炉有没有裂纹
C
【例题】下列实例中,应用了次声波的是( )
A.利用声波清洗精细的零件
B.监测声波,预报海啸、台风
C.蝙蝠利用声波判断物体的位置和距离
D.医生利用B 超为病人检查身体
B
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