2.4让声音为人类服务
教学目标
【知识与技能】
1.了解现代技术中有关声音的应用。
2.了解噪声的来源和危害。
3.知道防治噪声的途径，增强环境保护意识。
【过程与方法】
1.通过观察、参观或观看录像等有关的文字、图片、音像资料,获得社会生活中声的利用方面的知识。
2．通过体验和观察，了解防治噪声的思路。
【情感态度与价值观】
1.通过学习了解声在现代技术中的应用,增强对科学的热爱。
2.通过学习噪声的危害和控制，不断培养环境保护意识。
教学重难点
【教学重点】
声在各个领域的应用及控制噪声的途径。
【教学难点】
区分声传递信息与声传递能量，区分环保噪声与乐音。
课前准备
硬塑料、玻璃、水、棉絮、课件。
教学过程
一、新课引入
师:前面几节课我们已经学习了声现象的一些性质，并探究了它的规律，这些现象不仅有趣，而且包含了一定的科学道理。在物理课的学习中,不能忘记思考物理学与科学技术和社会的关系。物理知识从实际中来，又要应用到实际中去。一句话，学习物理知识就是要应用它来为人类服务，提高人们生活水平，改善生活质量。课前，布置同学们收集有关声音在科学和生活中的应用。这节课，我们就一起交流讨论一下如何让声音更好的为人类服务。
二、新课教学
（一）声音与音乐
师：声音是如此的神奇，音乐家们运用不同的音调、响度、配上伴音、和声等，组成不同的旋律，构成了动人的音乐。同学们又有什么发现呢？
生：音乐，是流动的艺术，是人类心灵共同的语言。有的高昂雄壮，有的低沉抒情，有的轻快流畅，有的婉转缠绵……音乐能呼唤人的呼唤，升华人的情感，激发人的斗志，淋漓尽致地把人的内心世界表达出来。下面请同学们欣赏音乐。
用录音机播放：梁祝、二泉映月、命运交响曲
一些科学家还发现了“莫扎特效应”，大学生在听了10min的莫扎特奏鸣曲后，在空间推理测试中的得分有明显的提高。
对声音的研究也推动音乐的发展，现在，利用计算机技术进行音乐的数字合成，已经能够逼真地模仿出各种声音，更好的满足了人们的文化艺术享受。
用两个或几个不同的音箱在不同的方位和距离处播放音乐，能使人感觉到“立体声”效果，这是人的双耳效应。人通过双耳效应，可以判断声源的方位。
课件：双耳效应
师：这位同学准备的很充分，掌声鼓励。双耳效应是因为声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时候，强弱及其他特征也就不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础。人通过双耳效应可以判断声源的方位，双耳效应能使人有如临其境的感觉。立体声双声道耳机就是利用了人的双耳效应。
（二）声音与建筑
师：声音在建筑方面有哪些应用 举例说明。
生:我国不少古建筑,巧妙地应用了声学知识,充分展示了建筑者的智慧才华.其中最著名的如北京天坛的“回音壁”和“三音石”。它们都是利用了声音的反射原理。
课件展示：回音壁和三音石
配文：回音壁是一道约6m，半径约32.5m的圆形围墙，墙面十分光滑，一个人紧贴围墙小声讲话，围墙另一处的人可以听得很清楚。
三音石位于围墙的圆心处，人站在三音石上击掌一次，能听到三声回音，因而人们称它为三音石。从三音石处发出的声波向四面传播，同时到达墙面。因圆的半径相等，声音传播距离、声速相等，被反射后同时会聚到圆心处，你便听到第一次回声；声波继续传播，每部分声波又同时到达刚才反射会聚到的圆心处，你听到了第二次回声；声波再继续向前传播，每部分声波再次同时到达圆心处，你听到了第三次回声。第二次回声比第一次回声弱，第三次回声更弱。这是因为声音在传播过程中被分散和吸收了。因此第三次以后的回声就不容易听出来了。若你站在偏离圆心的其他位置上拍手，就听不到三次回声。
师：刚才我们介绍了古代建筑中如何利用声音的，那么在现代建筑中我们又是怎样利用声音的？
生：日本爱知县的音乐桥、法国巴黎市郊的音乐亭、电影院，录音棚……
课件展示：北京音乐厅
配文：现代建筑如礼堂，音乐厅等，都有着很高的声学要求。它们通过采用不同的吸声材料，设置不同方向的反射板等，使听到的声音更为清晰，丰满。吸声不是十分松软，就是带有小孔。如：泡沫塑料、棉絮、毛毡、吸声砖、软木等都是吸声材料。反射板应选择质地硬且平滑的材料，如硬塑料、玻璃等。
（三）听不到的声音——超声和次声
人耳能引起听觉的声波频率有一定的范围，约在20-20000赫之间，低于20赫的声波叫次声波，高于20000赫的声波叫超声波。那么超声有什么应用呢？
生：超声波的频率很高，在工业,农业,医学和国防上应用广泛。例如用超声清洗玻璃、陶瓷、陶瓷制品的表面污垢，用超声来“击碎”颗料状物体，进行乳化作用等。超声波波长短，传播和反射时定向效果好，在水中损耗较小。在国防上,普遍使用回声探测器(又叫声纳),超声波遇到海底或其他硬物体便反射,根据收到回声的时间可以判断物体的距离。例如,可用声纳来探测敌方潜艇的位置,鱼群位置,海底深度,海上冰山等。超声波的穿透能力强，能透射几米厚的金属，利用这一特性和反射能力特性，可以制成超阶级声探伤仪，检查金属内部有无裂缝和缺陷等。此外，超声在医学上应用也逐渐广泛，用超声来诊断和治疗疾病。例如现代医学常用的A型和B型超声诊断仪，其中B型诊断仪可获体内脏的切面声像图，诊断人体内部有无肿瘤,肝硬化或其他病变。用超声处理过的种子有缩短发芽时间,加速生长的作用。在现代生活中，我们常见了还有不用洗衣粉的洗衣机，实际上利用的就是超声波的“空化”作用，产生巨大能量，将污垢从衣物上震落下来溶解在水中。
生：次声波在大气中传播衰减慢,它的传播距离比声音远得多，具有很强的穿透能力，但容易受大气温度、风以及重力的影响。地震、台风、海啸、核爆炸、飞机飞行、汽车高速行进等都能产生次声波。1983年印尼一次火山爆发激起的次声绕地球转了3圈。我们可以建立次声波接收站，探知远处核爆炸和导弹发射的情况。关于地震、海啸和台风，由于它们的传播速度都小于次声波波速，所以收到地震、海啸和台风传递来的次声波，就可以及早预报这些灾害性事件的到来，事先作好防范措施。次声有较大的破坏性,地震或核爆炸激发的次声能将巨大建筑物摧毁,次声还会使人产生头晕,恶心,血压升高等症状,严重的会造成内脏出血，危机生命。虽然它不在人的听觉范围内，但一些动物却能听到或感觉到，次声波能对一些动物产生一些刺激，使一些动物出现反常表现。
（四）控制和减少恼人的噪声
从物理性质来看噪音是由声源作无规则的振动产生的，或者是由不同频率不同强度的声音无规律的组合在一起而形成的，在示波器上的波形是杂乱无章的，无规律可循。而乐音是由声源作规则的振动，在示波器上可以看出波形能遵循一定的规律，即它每隔一定时间，总有相同的振动图形重复出现。从环境保护的角度来认识，凡是干扰人们休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属于噪声。
乐音 噪音
师：从环境保护保护角度看，所有声音都可能成为噪声。例如，当有人想睡觉时，其他人唱歌或听音乐，此时的音乐妨碍了他人休息，对想睡觉的人来说就成为了噪声。
师：请同学们利用这些器材演示一下怎样的是噪声。
演示实验：用硬塑料干擦玻璃时产生的声音。
师：生活中噪声的主要来源是什么？
生：噪声范围很广，有工业噪声、交通噪声、气流噪声、城市噪声等。城市噪声的主要来源（70％左右）是交通噪声，其余还有人的喧哗声，室内各种活动的声音。我国工业化水平还不高，城市交通也不发达，但噪声已达到严重的程度，故已成为广泛关注的公害之一。
生：在建筑工地上，各种机器和设备发出的声音；在公路上，车辆的鸣笛声、发动机振动和排气声，以及车身的振动声；在工厂里，发动机的运转，材料的锯割、冲压、切削声；街道上喧闹的人群等等，都是噪声的来源。
师：生活中有这么多的噪声，噪声对我们有什么危害吗？
生：不太强的噪声，如高声喧哗，比较吵的街道上的杂音，使人感到厌烦，分散注意力，影响工作，妨碍休息；比较强的噪声，如纺布机、电锯的声音，使人感到刺耳难受，时间久了会引起噪声性耳聋，还会引起心血管系统和中枢神经系统的疾病，发生心律不齐，血压升高，消化不良等症状；更强的噪声，如喷气式飞机的噪声，几分钟时间就会使人头昏、恶心、呕吐，像晕船一样；极强的噪声，还可直接造成人和动物的死亡。
师：既然噪声已经成为一大社会危害，那么我们已经采取了怎样的措施来控制和减少它呢？
生：改造噪声大的机器或用噪声小的机器，做个外罩把噪声源罩起来，在汽车、摩托车的排气管上加消声器,在公路两旁设置隔音墙,在马路和住宅间植树造林等都可以减弱噪声。
师:声音从产生到引起听觉有三个阶段,声源的振动产生声音----空气等介质的传播----鼓膜的振动,因此,控制噪声也从这三方面采取措施:
a、在声源处控制。如改造声源结构;在声源处加防护罩;在内燃机排气管上加装消声器等。
b、在传播过程中控制。利用隔音或吸音材料,把声源与外界隔离起来,如在城市里植树、修隔音墙等。
c、在人耳处控制。如戴防噪声耳塞，或在耳孔中塞一小团棉花，或者双手捂住耳朵。
师；还是刚才那个实验；用硬塑料干擦玻璃，现在我们想办法减少这个噪声。
【实验】：沾水再擦，没有噪声了----消声；用棉絮将玻璃和硬塑料包在里面擦，噪声很小----吸声；用手将耳朵捂起来，噪声减弱----隔声。
小结
本节学习中我们知道了声音的利用，如在建筑和音乐上，知道了超声和次声，知道了噪声的来源，危害和控制。通过本课学习，同学们在今后的生活中，应做到不影响他人学习、工作和休息，要养成良好的行为习惯。
利用声音与生活中的应用结合起来，联系生活中环境学中声音的重要性：要防止噪声采取一定的措施。这样环环相扣，使学生觉得学了物理真是有好处。控制噪声需要综合治理，是一个复杂的系统工程。对于学生来说，要让他们知道，理想的声学环境对需要的声音要求能高度保真，不需要的声音（噪音）不致干扰人的工作、学习和休息。要教育学生遵守课堂纪律，自觉维护社会公德。有些娱乐场所为了满足一些青年人追求刺激的欲望，不适当加剧节奏，增大音量，其实这样对人体是十分有害的。而一些交响音乐、协奏曲，音响控制适当，听起来就舒畅悦耳。要教育学生防治噪音，每个人都要从自己做起，养成良好的习惯，提高自己的素质和道德修养。
板书设计
第四节 让声音为人类服务
声的利用
1.声音与音乐
2.声音与建筑
二、超声与次声
1.声能传递信息
2.声能传递能量
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第二章第四节
让声音为人类服务
声音与音乐
音乐家运用不同的响度和音调，配上伴音、和声等，组成不同的旋律。
声音与音乐
对声音的研究也推动了音乐的发展。现在，利用计算机技术进行音乐的数字合成，已经能够逼真地模仿各种声音。
声音与建筑
你能否举出建筑中利用声学的例子吗？
回音壁
声音与建筑
音乐厅装有许多顶板和侧板，利用它们的声音反射使声音更为悦耳动听。
一般来说，大礼堂的四周墙壁都做成凹凸不平像蜂窝状似的,这样做是为了（ ）
A.减弱声音的反射
B.增强声音的反射
C.提高声音的音调?
D.为了美观好看
A
STS
双耳效应
人通过双耳效应能够判断声源的方位，如图（a）。播放立体音乐时，通过放在不同位置的几个音箱，能使人感觉到“立体声”效果，如图（b）。
超声：物理学中，把振动频率高于20000Hz的声音叫做超声。
次声：把振动频率低于20Hz的声音叫做次声。
听不见的声音
听不见的声音
B超诊断
一、超声
超声粉碎肾结石
蝙蝠——回声定位
声呐——测海深
科学工作者为了探测海底某处的深度，向海底垂直发射超声波，经过4s收到回波信号，海洋中深处的深度是______ m（声音在海水中传播速度是1500 m/s）；这种方法不能用来测量月亮与地球之间的距离，其原因是_______。
3000
声音的传播需要介质，但月亮与地球之间是真空，所以不能用此方法来测月地之间的距离。
二、次声
核爆炸
导弹发射
火山
地震
风暴
海啸
次声的应用也已渗透到军事、经济、环保和日常生活的许多方面。利用次声定位系统可以确定火箭发射和着落地点的位置，利用次声监测系统可以判断出核爆炸的时间、地点和强度等。
乐音与噪声区别
1.从物理学角度
乐音通常是指
那些动听的、令人愉快的声音
噪声通常是指
波形是
有规律的
那些难听的、令人厌烦的声音
波形是
杂乱无章的
控制和减少烦人的噪声
乐音的波形
噪声的波形
2.从环境保护角度
凡是影响人们正常____、____ 和___的声音，都属噪声。
学习
工作
休息
噪声的四大来源
交通噪声：各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。?
工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声等。?
施工噪声：筑路、盖楼、打桩等。
生活噪声：家庭噪声，娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声等。
致人死命的慢性毒药
研究表明：噪声不仅对人的听力造成影响和损伤，而且也会对人的心血管系统、神经系统、内分泌系统造成不良影响。德国科学家最近研究证实，长期居住在噪音较大的环境下的人易患高血压，所以专家称噪音为“致人死命的慢性毒药”。
噪声的危害
1.对人心理方面：
2.对人生理方面：
使人心烦意乱、坐卧不宁（影响睡眠、休息、学习、工作）。
损害听力，神经衰弱，诱发疾病，
噪声危害以_____划分等级。
分贝
声音强弱的等级
用分贝(dB)为单位来表示。
为了保护听力，
声音不能超过90dB；
为了保证工作和学习，
声音不能超过70dB；
为了保证休息和睡眠，
声音不能超过50dB。
噪声的等级和危害
1.单位：分贝 符号：dB
表示声音的强弱
2.等级：
0dB 人刚能听到的最弱的声音
30 ～ 40dB 较为理想的安静环境
70dB 会干扰谈话，影响工作
90dB 听力会受到严重影响产生疾病
150dB 鼓膜会破裂出血，失去听力
噪声强度如果在 dB以上，会影响人的正常学习和休息，如果 在 d B以上，会对人的听力造成伤害。
70
90
声音从产生到引起听觉有三个阶段：
声源
振动
空气等介
质的传播
鼓膜
振动
防止噪
声产生
阻断噪
声的传播
防止噪声
进入耳朵
______
______
(消声)
(隔声)
(吸声)
减弱噪声的方法
（1）在声源处减弱：
改变、减少或停止声源振动。
禁止鸣笛标志
汽车消声器
枪管消声器
（2）在传播过程中减弱：
路边的隔音屏
隔音屏、
植树造林
……
（3）在人耳处减弱：
护耳器、耳塞、耳罩、头盔……
防噪声耳罩、耳塞
生活中治理噪声的例子
消音窗帘
双层隔音窗
道路两旁植树
工厂里的隔音板
1. 晚上，你在家学习，你的邻居把音乐声音放得很大，你应该怎么办？
想一想
关上门窗、用棉花堵住耳朵、
跑到他家请他声音小点。
2.下列说法中正确的是（ ）
A.乐音就是乐器发出的声音,它不可能是噪声?
B.打开门窗,加快空气的流动,可以减弱马路上的噪音
C.噪声会影响人们的休息和学习,但不会影响健康?
D.植树造林可以保护环境,减弱噪音
D
讨论一下你们的收获吧。
