声的利用[上学期]

声的利用

【学习目标】
了解现代技术中与声有关的知识的应用．
【教学重点】
1、声音可以传递信息；2、声音具有能量。
【教学难点】
声音具有能量。
【教学过程】
同学们可能都看过电影《泰坦尼克号》：1912年“泰坦尼克”号首次出航即触礁沉没，这件事震惊世界，随即有人提出用声学方法遥测航道上的冰山．你知道这个技术怎么得来的吗，请同学们进入本节的学习．
一、声与信息
实际上，在古代雾中航行的水手通过号角的回声能够判断悬崖的距离．例如：水手吹号角到听到回声的时间为4 s，声速按340 m/s来算，那么船与悬崖的距离为340 m/s×(4÷2)s=680 m．这里时间要除以2，因为时间是来回时间，而求的距离为单程距离．同学们在计算时一定要注意，切忌不要“死搬硬套”．
在现实生活中声与信息的利用，在我们身边就有：上课铃响，同学们马上意识到上课了，赶快进入教室，做好课前准备，准备上课;刚才天还好好的，突然乌云密布，传来轰隆隆的雷声，预示着可能要下一场大雨．
前面提到的“泰坦尼克”号，人们利用声学原理制成了一个系统叫声纳系统．这个系统的研制与生物有关，后来人们把它叫做“仿生学”．人们在研究蝙蝠时发现，它们在夜间出来活动、觅食．但它们从来不会撞到墙壁、树枝上，并且能以很高的精度确认目标．它们的这些“绝技”靠的是什么 原来蝙蝠在飞行时会发出不同频率的超声波去搜索猎物，这些波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置和距离．它们甚至还能通过反射回来的声波判断是蛾子还是苍蝇呢!
蝙蝠采用的方法叫回声定位．根据回声定位的原理，科学家发明了声纳．第二次世界大战期间，由于战争需要，声纳装置更趋完善．战后，人们开始实验使用军舰上的声纳探测鱼群．不但测到了鱼群，而且还能分辨出鱼的种类和大小．同学们可以到附近的渔具店里去看看，现在有的店里已经开始卖专供钓鱼爱好者使用的“探鱼器”，你知道它是利用什么原理制成的吗
中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”就是听．这是利用声音诊病的最早的例子．现在，利用超声波可以准确地获得人体内部疾病的信息．在做B超检查时，将弱超声波垂直发射进入人体，当超声波碰到组织分界面(不同内脏器官分界处、内脏与骨骼分界处以及异物与组织交界处)时就会产生反射和透射．透射入脏器内部的超声波，再遇到界面时还会再次发生反射和透射，超声波接收器专门接收各次的反射波．医务人员根据所收到的各次反射波的时间间隔和波的强弱，就能够了解到脏器的大小、位置及其内部的病变等．如果不断改变探头的位置，就可以得到与体表相垂直的纵切面的图像．超声探查对人体没有伤害．利用超声波为孕妇作常规检查，可以确定胎儿的发育状况．
同学们通过学习知道声与信息的关系，它们在日常生活中有着广泛地运用，请同学们在课下再找一些关于声与信息的实例，互相交流一下，毕竟随着信息时代的发展，人们越来越离不开信息了．
二、声与能量
前面我们复习过，声在介质中是以声波的形式向外传播的，声波是一种波动，那么声波能传递能量吗
请同学们按照书上的演示实验亲自验证一下，看看声波是否能传递能量．自制教具的做法是：去掉可乐瓶的瓶底，给开口处蒙上橡皮膜并扎紧．对着火焰敲橡皮膜，由于膜的振动，压缩空气，靠空气的挤压，可将烛焰吹灭．在这个实验中利用了我们前面学过的一种研究问题的方法，是什么方法 是“转换法”．通过将烛焰吹灭这个结果说明声波传递能量．
同样，利用了声波传递能量的性质可以应用在很多方面，为人类服务．超声波清洗精密机械，主要依靠“空化”效应．超声波在清洗液中疏密相间地向前传播，对液体产生拉伸和挤压作用，使液体内产生数以万计的微小气泡．这些气泡迅速产生，又迅速闭合，形成瞬间高压，超过大气压的1000倍．连续不断的高压就像一连串小“爆炸”不断冲击物体表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物体表面净化的目的．
超声波清洗方式超过一般的常规清洗方式，特别是对表面比较复杂的工件(如钟表等精密机械的零件表面凹凸不平)，或对清洁度有较高要求的产品(如电子元器件等)，使用超声波清洗都能达到很理想的效果．
不知道戴眼镜的同学注意到没有，我们到眼镜店去清洗眼镜时，服务人员将眼镜放入一个盛有水的盒子里，通电几分钟后，眼镜就清洗干净了．请同学们思考一下，这是利用了什么原理 现在同学们可以毫不犹豫地回答“是利用超声波来清洗眼镜，而不是给它加热”．
现在，同学们对学习物理这门课程有了更进一步的认识，“从生活走向物理，从物理走向社会”．
超声波的频率为大于20000 Hz，也就是说它在每秒内振动的次数大于20000次．由于超声波的高频振动，媒质中分子按超声波的频率振动时，分子间产生很大的相互作用力．因此，超声波具有击碎硬度很高的物质的能力，医学上常用它来对牙齿进行钻孔，对击碎肾结石及脑血栓也有一定效果．
三、小结
同学们通过本节学习，知道了声既可传递信息又可传递能量．这里给大家介绍的只是应用的一部分，同学们感兴趣的话还需查阅相关资料，进一步学习．希望大家都能成为学习上的“有心人”．
声的利用