第三節(jié) 超聲與次聲 (2)

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第三章 聲的世界,第三節(jié) 超聲與次聲,測一測你聽覺的頻率范圍,復習：前面我們學習了聲音的三個特征，它們分別與哪些因素有關呢？ 聲音的響度與聲源振動的幅度有關，還與距離聲源的遠近有關；音調的高低與聲源振動的頻率有關；音色與發(fā)聲體的材料和結構有關。,是不是所有的聲音人耳都能聽見呢？,比較 測量到的同學們的聽覺范圍，人一般只能聽到多少赫茲的聲音呢？,程序1,程序2,一、次聲波和超聲波,1.可聞聲波：人耳能聽到的聲波. 其頻率范圍大致在20Hz-20000Hz之間．,2.超聲波：頻率高于20000Hz的聲波． 不能引起人類聽覺器官的感覺．,3.次聲波(又稱亞聲波)：頻率低于20Hz的聲波． 不能引起人類聽覺器官的感覺．,大多數(shù)人能聽到的聲音的頻率范圍大約是20～20000次／秒，蒼蠅飛行時的每秒振翅次數(shù)在聽覺范圍內，而蝴蝶的每秒振翅次數(shù)小于最低限20次／秒，所以能發(fā)覺蒼蠅的飛行而不能發(fā)覺蝴蝶的飛行．,蒼蠅飛行的每秒振翅147～200次，蝴蝶飛行時每秒振翅5～6 次，為什么你憑聽覺能發(fā)覺飛行中的蒼蠅，卻不能憑聽覺發(fā)覺飛行中的蝴蝶？,一些動物的聽覺大大優(yōu)于人類的聽覺。如貓、狗和狐貍卻能聽到音頻每秒鐘高于60000次的聲音，至于老鼠、蝙蝠、鯨魚和海豚，可以發(fā)射和接收音頻每秒鐘超過100000次的超聲波。,你知道蝙蝠是怎樣判斷目標的位置的嗎？,蝙蝠是通過發(fā)出超聲波，然后接收回聲來導航的。,除了超聲波，動物們還能聽到音頻每秒鐘只有10次或不到10次的次聲波，次聲波不僅我們的耳朵聽不出來，就是地震儀器也極少可能把它測定出來。因此，它們能遙感得出數(shù)百公里之外雷電和洋底海嘯時發(fā)出的次聲波。,在我國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風扇把霧滴吹入室內，就可以增加室內空氣的濕度。這就是超聲波加濕器的原理。,二、超聲波,（1）應用于生活:,超聲波加濕器,1．特點：由于它的頻率高，因此具有以下特點：（a）方向性好，幾乎沿直線傳播；（b）穿透能力強，（c）在媒質中傳播時能產生巨大的作用力，可以用來為硬質材料做切割、鑿孔等． ２．應用,金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事．如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈。,用超聲波消毒滅菌也是有效的．例如用超聲波來給牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法對營養(yǎng)成分的破壞．,超聲波消毒爐,對于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥力很難達到患病的部位。利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠增進療效。,（2）應用于醫(yī)學,超聲波霧化器,利用超聲波的巨大能量還可以把人體內的結石擊碎,超聲波體外碎石機,人體各個內臟的表面對超聲波的反射能力是不同的，健康內臟和病變內臟的反射能力也不一樣。 平常說的“B超” (B型超聲儀)就是根據(jù)內臟反射的超聲波進行造影，幫助醫(yī)生分析體內的病變。,彩色B型超聲診斷儀（胃腸檢查）,B 超 檢 查 胎 兒 健 康 情 況,利用超聲波作用于人體時．機體細胞受到振蕩和刺激，可起按摩作用，治療神經(jīng)痛等疾患．,超聲波按摩棒,超聲波按摩泡腳盤,（3）應用于工業(yè) 用超聲波檢測建筑有無損害. 用超聲波來測量物體厚度.,超聲波探傷，由于超聲波的穿透能力很強，可以制成超聲波探傷儀，用來探查金屬內部的缺陷．,超聲波探傷儀,超聲波在水中傳播的距離要比光波和無線電波遠得多。 水聲測位儀既能發(fā)出短促的超聲波脈沖．又能接收被潛艇、魚群或海底反射回來的超聲波，根據(jù)反射波滯后的時間和波速，就可以確定潛艇、魚群的位置或海水深度．,水聲測位儀,（4）應用于航海、漁業(yè)方面,2000年8月12日，俄羅斯的“庫爾斯克”號核潛艇在巴倫支海遇難沉沒。 探測專家用超聲波可探測到潛艇的確切位置后，在潛艇正上方海面向下發(fā)出超聲波，從超聲波發(fā)出直至接收到潛艇的回波經(jīng)歷的時間為t =0.146s，則潛艇沉沒的實際深度h 約為多大？取整數(shù)值（超聲波在海水中的傳播速度v=1450m／s),三、次聲波,(1)特點:頻率低，次聲波具有極強的穿透力,(3)危害:不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅固的鋼筋水泥構成的建筑物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機都不在話下。 次聲穿透人體時，不僅能使人產生頭暈、煩燥、耳鳴、惡心、心悸、視物模糊，吞咽困難、胃痛、肝功能失調、四肢麻木，而且還可能破壞大腦神經(jīng)系統(tǒng)，造成大腦組織的重大損傷,還可能導致死亡。,（2）次聲波的產生：太陽磁暴、海峽咆哮、雷鳴電閃、氣壓突變；在工廠，機械的撞擊、摩擦；軍事上的原子彈、氫彈爆炸試驗等等，都可以產生次聲波．,1948年初，一艘荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時，一場風暴過后，全船海員莫明其妙地死光；在匈牙利鮑拉得利山洞入口， 3名旅游者齊刷刷地突然倒地，停止了呼吸,這艘貨船在駛近該海峽時，恰遇上海上起了風暴．風暴與海浪摩擦，產生了次聲波．次聲波使人的心臟及其它內臟劇烈抖動、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡．,why?,在20世紀30年代，美國一位物理學家做過實驗：他把一臺次聲發(fā)生器帶進劇場，開演后悄悄地打開，然后坐在自己的包廂內觀察動靜，只見坐在次聲器四周的觀眾產生一種惶恐不安和迷惑不解的神情，并很快蔓延到整個劇場．,原來，人體內臟固有的振動頻率和次聲頻率相近似（0.01～20赫），倘若外來的次聲頻率與身體內臟的振動頻率相似或相同，就會引起人體內臟的“共振”，從而使人產生頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀。 特別是當人的腹腔、胸腔等固有的振動頻率與外來次聲頻率一致時，更易引起人體內臟的共振，使人體內臟受損而喪命。,超聲波的頻率遠大于人內臟的固有頻率，不會“共振”。,為什么次聲波能致人于死呢？,(4)次聲波的應用,A.建立次聲波站，可以探知幾千米外的核武器試驗和導彈發(fā)射. B.由地震引起的巨大海浪的傳播速度和臺風中心的移動速度都小于次聲波的波速，所以接收次聲波能預報破壞性很大的海嘯、臺風. C.國際海難救助組織就在一些遠離大陸的島上建立起“次聲定位站”，監(jiān)測著海潮的洋面．一旦船只或飛機失事附海，可以迅速測定方位，進行救助． D.次聲炸彈。這種炸彈爆炸，瞬息之間，在方圓十幾公里的地面上，所有的人都將被殺死，且無一能幸免．次聲武器能夠穿透15厘米的混凝土和坦克鋼板．人即使躲到防空洞或鉆進坦克的“肚子”里，也還是一樣地難逃殘廢的厄運．次聲炸彈和中子彈一樣，只殺傷生物而無損于建筑物．但兩者相比，次聲彈的殺傷力遠比中子彈強得多．,,次聲波和超聲波,,次聲波,,超聲波,頻率低于20Hz的聲波叫次聲波. 應用：可以探測核武器試驗和導彈發(fā)射 預報破壞性很大的海嘯、臺風等 頻率高于20000Hz的聲波叫超聲波. 應用：確定潛艇、魚群的位置或海洋的深度 超聲波探傷儀 超聲加濕器 醫(yī)學上的B超 消毒殺菌等,1.一切正在發(fā)聲的物體都在______，通常稱為_____，由聲源發(fā)出的聲音是通過______傳播到人耳的。聲音在______中是不能傳播的。,2.吹笛子發(fā)出的聲音是______振動引起的（填：“人嘴”“笛子桿”“笛中的空氣”）。,分析:人吹笛子時，吹出的氣流進入笛腔使腔中的空氣振動，再通過手指堵笛孔來改變笛腔長度，從而發(fā)出各種聲音。,本章復習題:,聲源,振動,介質,真空,,3.“聞其聲而不見其人”時，你往往根據(jù)說話 聲就可以判斷出誰在講話，這是因為不同人聲音具有不同的( ) A.振幅 B.頻率 C.響度 D.音色,4.拿一張硬紙片讓它快些從一木梳上劃過，再讓它從同一木梳上慢一點劃過，則兩次所發(fā)出的聲音: ( ) A．響度不同 B．音調不同 C．音色不同 D．前三者都不同,D,B,,6. 男低音獨唱時由女高音輕聲伴唱，則下列對兩人聲音描述正確的是（ ） A. 男聲音調低，響度??；女聲音調高，響度大 B. 男聲音調高，響度大；女聲音調低，響度小 C. 男聲音調高，響度??；女聲音調低，響度大 D. 男聲音調低，響度大；女聲音調高，響度小,D,5、電子樂器可以模仿各種樂器發(fā)出的聲音，要模仿得逼真，其關鍵要求電子樂器所發(fā)聲音與所要模仿樂器發(fā)聲的哪一項特征盡可能的一致? ( ) A．音調 B．頻率 C．響度 D．音色,Ｄ,,,,7．昆蟲在飛行時抖動翅膀發(fā)出聲音，蒼蠅每10s翅膀振動3520次，蜜蜂每20s翅膀振動3800次，蚊子每5s翅膀振動3200次，那么它們翅膀振動頻率最大的是______________，音調最高的是______________．,蚊子,蚊子,8. 人看到蝙蝠在空中飛行，卻很難聽到蝙蝠發(fā)出的聲音，其原因是：（ ） A、蝙蝠不會發(fā)聲； B、蝙蝠發(fā)聲響太?。?C、發(fā)聲的頻率太高；D、發(fā)聲的頻率太低,C,9.為了保持安靜的工作和休息環(huán)境，周圍的聲響大致 不應超過（ ）,B,A．20分貝 B．50分貝 C．70分貝 D．90分貝,10．減弱噪聲的影響可以從三個途徑進行。 在汽車的排氣管上加消聲器，這是在（ ）處減弱噪聲； 戴上耳塞，減弱傳入人耳的噪聲，這是在（ ）處減弱噪聲； 在住宅區(qū)植樹，這是在（ ）減少噪聲。,,聲源,人耳,傳播過程中,11. 運動會上進行百米賽跑，如果計時員聽到槍聲才開始計時，所記錄的成績比看到槍冒煙就開始計時的成績 ( ) A．少記2.94s B．多出0.294s C．少記0.294s D．無法計算,C,