《超聲與次聲》PPT課件 (2)

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1、滬 科 版 新 教 材 同 步 教 學 課 件 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 及 分 散 程 度 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 ？ 一 、 次 聲 波 和 超 聲 波1.可 聞 聲 ： 人 耳 能 聽 到 的 聲 .其 頻 率 范 圍 大 致 在

2、20Hz-20000Hz之 間 2.超 聲 ： 頻 率 高 于 20000Hz的 聲 不 能 引 起 人 類 聽 覺 器 官 的 感 覺 3.次 聲 ： 頻 率 低 于 20Hz的 聲 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

3、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

4、發(fā) 出 超聲 波 ， 然 后 接 收 回聲 來 導 航 的 。 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 。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

5、 透 能 力 強 ， （ c） 在 媒 質 中 傳 播時 能 產(chǎn) 生 巨 大 的 作 用 力 ， 可 以 用 來 為 硬 質 材 料 做 切 割 、 鑿 孔等 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 。超 聲 洗 牙 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

6、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

7、 )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

8、 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 超聲與農(nóng)業(yè)提高發(fā)芽率，縮短發(fā)芽時間 2000年

9、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) mmssmtvh 10685.1052146.0/14502 次 聲 波(1)特 點

10、 :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(chǎn) 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

11、損 傷 ,還 可 能 導致 死 亡 。 （ 2） 次 聲 波 的 產(chǎn) 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(chǎn) 生 次 聲 波 核爆炸導彈發(fā)射次聲 火山地震風暴與海嘯次聲 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

12、 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(chǎn) 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 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(chǎn) 生 一

13、 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(chǎn) 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

14、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 ” 。超 聲 波 對 人 體 是 否 也 有 這 樣 的 危 害 呢 ？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

15、報 破 壞 性 很 大 的 海 嘯 、 臺風 .C.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

16、強 得 多 次聲波和超聲波 次聲波超聲波 頻 率 低 于 20H z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 20000H z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 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2. 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 小 ； C、 發(fā) 聲 的 頻 率 太 高 ； D、 發(fā) 聲 的 頻 率 太 低C