专题 2 物质科学领域
第 9 讲 声、光和热
一、声音
(一)声音的产生
一个物体在力的作用下,能不断重复地做往返运动,这个物体就是振动物体。声音是由物体振动产生的。
(二)声音的传播
1、声音以声波的形式传播,当声波遇到物体时,会使物体产生振动,声音就是这样通过各种物质,从一个地方传播到另一个地方的。声音能够在固体、液体、空气中向各个方向传播,但是在真空中不能传播。
2、人耳听到声音的过程如下:
空气振动→鼓膜振动→听小骨振动→内耳(耳蜗等)→听觉神经(产生信号)→大脑。
(三)不同的声音
1、声音的强弱可以用音量来描述,振动的幅度越太,声音越强,反之越弱。音量的单位:分贝。
2、声音的高低可以用音调来描述,音调是描述物体振动快慢的量。物体振动得越快,发出的声音就越高,反之越低。音调的单位:赫兹。
3、噪声是听起来让人感到不舒服的声音。汽车的喇叭声、机器的轰鸣声、轮船的汽笛声等,都可能让人听着不舒服。有些人爱听的摇滚乐,对一些喜欢安静的人来说,就是噪声。长期遭受噪声侵扰,人就容易得病。噪声和废气、废水一样,被列为主要的环境污染因素。
4、保护我们听力的方法有:
(1)不随便挖耳朵。
(2)不制造噪声。
(3)不长时间戴耳机听。
二、光
(一)光源
1、定义:像太阳、开启的电灯、点燃的蜡烛这些自身能发光的物体称之为光源。
2、分类:
(1)人造光源:电灯、蜡烛等。
(2)自然光源:太阳、闪电等。
3、有些物体自身不发光,但能反射其他光源的光,这样的物体不是光源,如月球。
(二)光的传播
1、光在空气中沿直线传播,传播速度约 3 亿米/秒。从太阳发出的光到达地球大约需要8 分钟。
2、两千多年前,我国古代学者墨子发现了一个有趣的现象--光从门上的小孔射进来,会在对面的墙上形成外面景物的倒像。这种现象被称为“小孔成像”,它的原理就是光沿直线传播。
(三)光的反射
1、光线照射到物体表面后会折返,这种现象叫作光的反射。反射光也是沿直线传播的。几乎所有的物体都可以反射光。
2、光从太阳或火焰发出,照射到物体上,被物体反射后进人人眼,人因此看到了物体。
(四)七色光
1、英国科学家牛顿是第一个发现白光是由七种单色光组合成的科学家。
2、用三棱镜可以将白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,说明白光是由多种色光组成的。
(五)影子
1、影子产生的条件是有光源、遮挡物和屏,遮挡物要在光源和能反屏之间。
2、从不同侧面照射物体得到的影子叫作投影。
3、影子的形状和被照射物体的侧面形状有关。
4、阳光下物体影子的方向随着太阳方向的改变而改变,影子的方向总是和太阳光的方向相反。
5、阳光下物体影子长短的变化是随着太阳在天空中的位置变化而变化的,太阳位置最高时影子最短,太阳位置最低时影子最长。一天中,阳光下物体的影子先由长变短,再由短变长。
(六)光和热
1、影响物体吸收光和热的因素:
(1)物体表面的颜色。
(2)物体的光滑程度。
(3)物体受阳光照射的角度。
2、凹面镜和凸透镜都能把光线会聚起来,形成强光和高温。人们对太阳能的利用:太阳灶、太阳能电池板、太阳能热水器。
三、热
(一)冷热效应
1、当我们感到冷时,我们可以通过运动、多穿衣服、吃热的食物、靠近热源等方法来保暖。
2、一般固体、液体、气体在受热的时候体积会膨胀,遇冷的时候体积会缩小,我们把物体体积的这种变化叫作热胀冷缩。也有一些物体是热缩冷胀的,比如金属铋和锑、0~4℃的水。
(二)冷和热
1、测量物体的温度一般使用温度计,常用的温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的。
2、生活中可以见到各种各样的温度计,它们具有不同的特点和用途:
(1)探针式电子温度计:用来测量各种液体的温度,精度高。
(2)电子体温计:用来测量体温,读数更方便。
(3)温湿度计:用来测量空气的温度和湿度。
(4)红外线温度计:测量温度时不需要接触被测物体,更方便、快捷。
3、绝大多数物体受热时体积会增大,遇冷时体积会缩小,这种现象叫作热胀冷缩。
(三)热的传递
1、热传导:热可以从物体的某一部分传递到另一部分,也可以通过接触,从一个物体传递给另一个物体,这种传热方式叫作热传导。热传导时,热总是从温度较高处传到温度较低处。
2、热对流:液体或气体受热上升,遇冷下降,循环流动,使冷、热液体或气体相互混合,这种传热方式叫作热对流。热对流时,热总是从温度较高处传到温度较低处。
3、热辐射:太阳与地球之间有很大一部分空间没有任何物质,但是太阳仍然能够将热传递给地球。像太阳、篝火这样直接向周围发射热的方式,叫作热辐射。热辐射不需要依靠空气、水等任何物质,即使在真空中也能进行。
说明:热传递有传导、对流、辐射这三种方式。在实际的热传递过程中,这三种方式往往不会独立存在,而是两种或三种同时存在。
4、像铜、铝、钢等容易传热的物体叫作热的良导体;像木头、塑料等不容易传热的物体叫作热的不良导体。
5、物体的传热本领比较:
(1)铜、铝、铁的传热性能比较:铜>铝>铁。
(2)一般来说,金属的传热能力强于非金属。
(3)棉衣、棉被作为热的不良导体,所起的作用是阻止热量传递或减缓热量的传递速度。空气也是热的不良导体。
(4)热水瓶:热水瓶内胆用双层玻璃做成,两层玻璃都镀上了银,能把热反射回去,这就断绝了热辐射的通路。内胆的两层玻璃之间是真空,破坏了热对流和热传导的条件