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第2节 音调
第二章 声音与环境
新课导入
我们周围的声音千差万别,有的高昂,有的低沉;有的强,有的弱。声音为什么会有这些差别?我们应该怎样科学地区分他们呢?
新课学习
知识点一:声音的高低——音调
定义:物理学中把声音的高低,粗细叫做音调。
1.音调
男同学和女同学说话,他们的声音有什么不同?
音调高的声音,听起来尖细;音调低的声音,听起来低沉。
男同学声音要粗、要低,音调低;
女同学声音要细、要高,音调高。
活动1
探究影响声音高低的因素
如图所示,将一把钢尺紧压在桌面上,尺的一端伸出桌面,用手拨动使其上下振动,发出声音。
改变钢尺伸出桌面的长度,重复上述操作。仔细观察,钢尺振动的快慢是否改变?倾听并辨别钢尺振动时发出的声音的高低有无变化。
这个实验表明,声音的高低跟物体振动的快慢存在怎样的关系?
钢尺的振动
振动部分长度 振动快慢 音调高低
3/4钢尺长
2/4钢尺长
1/4钢尺长
慢
低
快
高
更快
更高
实验记录
钢尺伸出越长,振动越____,听到的声音音调越____;
钢尺伸出越短,振动越____,听到的声音音调越____。
慢
低
快
高
通过刚才的实验,我们可以得出什么结论呢?
音调的高低与发声体振动的快慢有关,振动越快,音调越高。
2.频率
频率:声源振动次数和所用时间之比;
单位:赫兹,简称赫,符号:Hz.
若物体每秒振动20次,则其振动频率为20Hz.
音调的高低与物体振动的快慢有关。
振动得越快,则频率越大,音调越高;
振动得越快,则频率越小,音调越低。
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。物理学中用频率来描述物体振动的快慢。
知识点二:用波形比较频率
我们如何知道一个声音的频率是多少呢?
我们可以用示波器或用电脑配合相应软件来测量声音的频率。
观察甲、乙音叉发声时在示波器上显示的波形图,哪个音叉的音调高?
由图可知,相同时间内甲振动了3次,乙振动了9次,所以乙振动的频率大,音调高。
高音调的波形比较密集一些,声音的频率较高;
低音调的波形比较稀疏一些,声音的频率较低。
注意
(1)声音在介质中的传播速度与声音的频率无关,同一介质中,不同频率的声音传播速度都相同。
(2)频率的高低与发声体的形状、尺寸和所用材料有关。一般发声体越小、细、短、轻、紧,一般振动越快,频率越高;发声体越大、粗、长、重、松,一般振动越慢,频率越低。
(3)一般来说,儿童说话的音调比成年人高,女人说话的音调比男人高。“女高音”“男低音”中“高”“低”都是指音调。
人的发声频率范围大约是85~1 100 Hz。通常,儿童说话的音调比成年人高,女孩的音调比男孩高。
琴键上的音调和频率
在音乐中,中音C调“1”(“do”)的频率是262 Hz,D调“1”(“do”)的频率是294 Hz。
二胡、琵琶是我国特有的弦乐器,它们的音调和什么有关呢?
探究影响弦乐器音调的因素
猜想与假设
①可能与弦的粗细有关?
②可能与弦的长短有关?
③可能与弦的松紧程度有关?
设计实验与制定计划
实验器材:
实验方法:
控制变量法
活动2
①保证长短、松紧相同,改变粗细;
②保证粗细、松紧相同,改变长短;
③保证粗细、长短相同,改变松紧程度。
实验步骤:
实验序号
1
2
3
进行实验与收集证据
①当长短、松紧相同时,弦线越细,音调越高;
②当粗细、松紧相同时,弦线越短,音调越高;
③当粗细、长短相同时,弦线越紧,音调越高。
实验结论
人和动物的发声频率范围各不相同,他们能接收到的声音的频率范围也不相同。
动物 频率f/Hz
人 85~1100
猫 760~1500
狗 452~1800
蝙蝠 10000~120000
动物 频率f/Hz
海豚 7000~120000
青蛙 50~5000
知更鸟 2000~13000
蚱蜢 7000~100000
人和一些动物发出声音的频率范围
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动物 频率f/Hz
海豚 150~150000
青蛙 50~8000
知更鸟 250~21000
蛾 3000~150000
动物 频率f/Hz
人 20~20000
猫 60~65000
狗 15~50000
蝙蝠 1000~120000
人和一些动物“听到”声音的频率范围
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当堂检测
1.“滥竽充数”出自《韩非子·内储说上》,说的是不会吹竽的人混在吹竽的队伍里充数。竽是我国古代的一种吹奏乐器,由竹管刮制排插而成,如图所示。吹奏时,竹管内空气柱由于______而发声;相同条件下,吹奏长竹管时所发出声音的音调较______(选填“高”或“低”)。
振动
低
2.男低音高声独唱时由女高音轻声伴唱,则男低音比女高音( )
A、音调低,响度大
B、音调低,响度小
C、音调高,响度大
D、音调高,响度小
A
3.如图是八个相同的玻璃瓶,装有高度不同的水.用筷子分别敲击瓶口,下列说法正确的是( )
A.声音主要是由瓶内空气振动产生的
B.声音主要是由玻璃瓶振动产生的
C.a瓶的音调最低
D.d瓶的音调最低
B