二、声现象
(一)声音的产生与传播
1.声音与声源
声音是由物体的振动产生的。一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。正在发声的物体叫作声源。
2.声音的传播
声音的传播需要介质,真空不能传声。
介质:声传播所需要的物质。介质可以是固体、液体、气体。
声波:声音在介质中以波的形式向各个方向传播。
3.声速
(1)影响因素
①介质的种类:通常,声音在固体、液体、气体中的传播速度的关系为v固>v液>v气。
②介质的温度:一般情况下,声音在空气中的传播速度随气温的变化而变化。15℃时空气中的声速是340 m/s。
(2)回声
①定义:声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射,被反射回来的声音叫做回声。
②人耳能区分回声与原声的条件:回声到达人耳的时间比原声完0.1 s以上。
③应用:回声测距。
(二)声音的特性
1.音调(指声音的高低)
(1)频率:发声体振动的快慢,用每秒振动的次数来描述,单位是赫兹(Hz)。
(2)音调的高低与发声体的振动频率有关,频率高音调高,频率低音调低。
(3)人能感受到声音的频率范围为20~20 000 Hz。频率高于20 000 Hz的声音叫超声波,低于20 Hz的声音叫次声波。
2.响度(指声音的强弱)
(1)振幅:物体振动的幅度叫振幅。
(2)声音的响度与振幅有关,振幅越大,声音的响度越大。
3.音色
不同物体发出声音的音色也不同。它反映了每个物体发出的声音特有的品质。不同发声体的材料、结构不同,发出的声音也不同。
4.声的利用
(1)声可以传递信息。如用B超检查身体,超声探伤,超声雷达,利用声呐测距,利用次声波确定地震、台风、海啸等灾害发生的方位和强度。
(2)声可以传递能量。如超声波碎结石,次声波武器,超声波去污。
(三)噪声的危害和控制
1.噪声
从物理学角度看,噪声是指发声体做无规则的振动时发出的声音。但是从环境保护的角度看,凡是妨得人们正常休息、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。(悠扬、悦耳、听到时感觉非常舒服的声音叫作乐音)
等级划分:人们以分贝(符号是dB)为单位来表示声音强弱的等级。为了保护视力,声音不能超过90 dB;为了保证工作和学习,声音不能超过70 dB;为了保证休息和睡眠,声音不能超过50 dB。
2.噪声的控制
(1)在噪声的发源地减弱它。如给机器加橡皮垫来吸收它的振动,给汽车和摩托车安装消声器。
(2)在传输路径上隔离和吸收声波。如在公路和佳宅区设置声音屏障墙。
(3)减弱进入耳朵的噪声。如在高噪声环境下工作的工人要戴耳罩。
易错点
不能正确判断“敲击”和“吹奏”时的发声体
①“敲击”时,整个物体都在振动,故发声体是整个物体(如敲击装水的瓶子时,瓶子和水都在振动,发声体是瓶子和水)。
②“吹奏”时,一般是空气柱在振动,故发声体是空气柱(如吹奏管乐器时,一般是管乐器中的空气柱在振动,发声体是空气柱)。
【例】1.豫剧是我国五大戏曲剧种之一,如图甲演唱时常用梆子进行伴奏,梆子受敲击时由于________而发声;人们听到“刘大哥讲话理太偏”的唱词,就知道是《花木兰》选段,这是利用了声可以传递________。箫是我国的一种传统乐器,如图乙所示,演奏者吹箫时,发出的声音是由于________的振动而产生的,演奏者用手指按压不同位置的气孔,是为了改变声音的________。
2.如图,相同的瓶子里装入了不同的水量,用棒敲击瓶子时,可发出不同声音的音调。这些声音是由___________振动发出的,(选填:“空气柱”“水和瓶”)。发出的声音音调从左至右是___________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。用嘴对准瓶口吹,这些声音是由___________振动发出的)。吹___________(填序号)瓶时,发出的声音音调最高。
答案及解析
1.答案:振动;信息;空气柱;音调
解析:声音是由物体的振动产生的,用梆子进行伴奏,梆子受敲击时由于振动而发声。声能传递信息,也能传递能量,人们听到“刘大哥讲话理太偏”的唱词,就知道是《花木兰》选段,这是利用了声可以传递信息。演奏者吹箫时,发出的声音是由管内空气柱的振动而产生的,演奏者用手指按压不同位置的气孔,管内空气柱的长度不同,振动的频率不同,这是为了改变声音的音调。
2.答案:水和瓶;降低;空气柱;G
解析:用棒敲击瓶子时,瓶子和水振动发出声音,且瓶内的水越多时,越难振动,即振动的频率越低,相应的音调越低;故图中发出的声音音调从左至右是依次降低。
用嘴对准瓶口吹,振动的物体是空气柱,瓶内的水越多时,空气柱越短,振动越快,音调越高,所以吹G瓶时,发出的声音音调最高。