(共23张PPT)
2.2 声音的特性
振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声?
为什么用力鼓掌比轻轻拍掌发出的声音大?
要知道这些问题的答案,就需要研究声音的特性。
学习目标
1.了解声音的特性。
2.知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关,响度跟发声体的振幅有关。
3.不同发声体发出乐音的音色不同。
4.通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”,进一步了解物理学研究问题的方法。
一、音调
我们接触到的各种声音,有的听起来音调(pitch)高,有的听起来音调低。声音为什么会有音调高低的不同?什么因素决定音调的高低?
演示实验:
将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边。拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度,再次拨动钢尺。
比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调。
一、音调
(钢尺振动较快)
(注意要使钢尺两次振动的幅度大致相同,此时钢尺振动较慢)
演示1:使钢尺伸出桌面的长度短一些,并拨动钢尺。
演示2:使钢尺伸出桌面的长度长一些,再次拨动。
一、音调
当钢尺伸出桌边的长度较短时,钢尺振动较快,发出的声音尖而细;当钢尺伸出桌边的长度较长时,钢尺振动较慢,发出的声音低而粗。物体振动得快,发出的音调就高,振动得慢,发出的音调就低。可见发声体振动的快慢是一个很重要的物理量,它决定着音调的高低。
一、音调
音调的高低与发声物体的振动频率有关.振动频率越大,发出的声音音调越高;振动频率越小,音调越低。
物理学上将发声体每秒振动的次数叫频率。频率是描述发声体振动快慢的物理量
频率的单位是赫兹,间称赫,符号为HZ。
物体在1秒种内若振动100次,频率为100HZ
一、音调
请同学们阅读教材P33~P34内容,回答下面的思考题:
(1)大多数人能够听到的频率范围是多少?
(2)什么叫超声波?什么叫次声波?
20 Hz~20000 Hz
高于20000 Hz的声叫超声波
低于20 Hz的声叫次声波
很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官。 例如蝙蝠在飞行中不断发出超声波的脉冲,依靠昆虫身体的反射波来发现食物.海豚也有完善的“声呐”系统,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置。
(3)生活中你对超声波、次声波了解多少?能说出它们的一些用处吗?
一、音调
为了很好地了解物体振动发声的情况,我们可以将声音的波形在示波器或计算机上展现出来。
一、音调
把音叉发出的声音信号输入示波器或计算机,观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验, 边听边分析它们的波形有何不同?
一、音调
两个频率不同的音叉发出声音的波形相似,但频率高的音叉的波形要密一些。
观察波形图时,波形越密,说明音调越高;波形越稀,说明音调越低。
二、响度
声音有音调的不同,也有强弱的不同。例如,用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音大。物理学中,声音的强弱叫做响度(loudness)。什么因素决定声音的响度呢?
二、响度
物理学中用振幅(amplitude)来描述物体振动的幅度。物体的振幅越大,产生声音的响度越大。
人听到声音是否响亮,除跟发声体发声时的响度有关外,还跟人距离发声体的远近有关系。声音是从发声体向四面八方传播的,越到远处越分散。所以距离发声体越远,听到的声音越小。用喇叭可以减少声音的分散,使声音传播得更远些。
三、音色
频率的高低决定声音的音调,振幅的大小影响声音的响度。但是,不同的物体发出的声音,即便音调和响度相同,我们还是能够分辨出它们的不同。
这表明在声音的特性中还有一个特性是十分重要的,它就是音色(musical quality)。不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同。
三、音色
左边分别是音叉、钢琴与长笛发出的C调1(do)的波形图,用计算机播放这几个声音片段,边听边比较它们的波形有何异同。
三、音色
总结归纳:
观察上面的声音波形可以知道,音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的,即频率相同;但是波的形状不同,即音色不同。
课堂练习
1.无其它声音干扰下的广场中,扬声器持续发一个音“呜”(此声音的强弱保持不变),用分贝仪测出的声音强度用A表示,分贝仪与扬声器距离用S表示,A与S的关系如图所示由图像可知,以下说法正确的是( )
A.声音在传播过程中,响度变小
B.声音在传播过程中,速度变小
C.声音在传播过程中,扬声器的纸盆振幅减小
D.声音在传播过程中,每秒内振动的次数减少
A
课堂练习
2.“宫、商、角、徵、羽”起源于春秋时期,是中国古乐的五个基本音阶,亦称五音,五音实际上是指声音的( )
A.音调
B.响度
C.音色
D.速度
A
课堂练习
3.在公共场所要“低声细语”,这里的“低”“细”指的是声音的( )
A.音色好坏
B.音调高低
C.响度大小
D.频率高低
C
课堂练习
4.如图所示,在扬声器的纸盆上撒些纸屑,当扬声器播放音乐时,原来静止在纸盆上的纸屑会跳动起来,而且声音越大纸屑跳动得越剧烈,根据纸屑跳动的幅度可以说明( )
A.声速与频率的关系
B.声音的音调与振幅的关系
C.声音的响度与振幅的关系
D.乐音与噪声的区别
C
课堂练习
5.王瑞同学在学习了声现象后,总结了以下四点,其中说法正确的是 ( )
A.倒车雷达是利用超声波来传递信息的
B.发声的音叉轻贴着乒乓球,乒乓球被多次弹开,说明乒乓球可以传声
C.在音乐会中,我们能根据声音的音调不同区分出不同乐器所发出的声音
D.声音在真空中传播的速度是
A
课堂小结
本节课我们主要学习了以下内容:
1.乐音的三个特征:音调、响度和音色。
2.音调是由发声体振动的频率决定的。
3.响度是由发声体的振幅决定的。
4.不同的发声体具有不同的音色。
布置作业
完成配套课后练习。