沪粤版八年级上册物理 第二章 第4节 让声音为人类服务 24张PPT

(共24张PPT)
2.4
让声音为人类服务
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一、声音与音乐
歌咏比赛
音乐，是流动的艺术，是人类心灵的语言。音乐家利用不同的音调、响度、配上伴乐、和声等，组成不同的旋律…
音乐合成器
现在，利用计算机技术进行音乐的数字合成，已经能够逼真地模仿出各种声音，更好地满足了人们的文化艺术享受。
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二、声音与建筑
回音壁
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二、声音与建筑
三音石
如果你站在这块台阶上拍一下手，你就能听到三次，或者更多次连续拍手的声音。
天坛的四周围墙很高，而且坚硬光滑，能够很好地反射声音；墙又是圆形的，三音石正好放在圆的中心处。当你拍了一下手后，声音从空气中向四周传播，遇到围墙后，反射回来，这些经反射回来的声音又都经过位于圆心的三音石。所以，我们站在三音石上拍手，就会听到清晰的回音，而且回音特别响。
反射回来的声音还有一个特点，它经过圆心后继续向前走，一直传到对面围墙上，经过第二次反射又回到三音石。这样，我们就听到了第二次、第三次，甚至更多次的声音了，这里除你拍手的那次声音是原始声音，其余的都是回音。
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二、声音与建筑
圜丘
站在圜丘台中间的圆心石上轻轻唤一声，就立即从四面八方传来回声，好似众人齐鸣，一呼百应。封建帝王附会说这是皇天上帝在向凡人发出“圣谕”。其实，这种现象是声音的反射现象。从天心石发出的声音传到四周的石栏以后，就同时从四周迅速反射回来，声波振动较大；又由于圜丘坛的半径较短，所以回声很快。据测试，从发音到声波返回到圆心的时间，总共只有0.07秒，所以站在圆心石上的人听起来，声音格外响亮。因此，圜丘坛上的圆心石又称为“亿兆景从石”。
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二、声音与建筑
音乐厅采用不同的吸声材料，设置不同方向的反射板，使人们听到的声音更为清晰、丰满。
蜂窝状吸声材料
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双耳效应
由于同一个声音传到双耳的时间、强弱和其他特征会有微小的差别，因此人们就可以判断声源的方位，这就是“双耳效应”，如图a所示。
播放立体声音乐时，通过放在不同位置的几个音箱，能使人感觉到“立体声”效果，如图b所示。
a
b
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三、听不见的声音
自然界的声现象实在是太多了。除了人类，动物中也有不少是利用声的高手。你能举出一些例子吗？
大象利用次声波交流
蝙蝠利用超声波捕食
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三、听不见的声音
（1）超声波作为信息的载体
①定义：振动频率高于20000Hz的声音，叫超声波。
蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些超声波碰到墙壁或昆虫时会反弹回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置。
蝙蝠靠超声波发现昆虫
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②回声定位：采用“回声定位”原理制成的超声导盲仪可以探测障碍物，帮助盲人出行；倒车雷达更是在汽车上得到了广泛的应用。
倒车雷达
超声导盲仪
三、听不见的声音
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蝙蝠利用超声波来回声定位
声
呐
利用
仿生学
探测海深、
海底暗礁等
探测鱼群、
潜艇位置等
绘水下数
千米地形图
三、听不见的声音
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医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波，反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上。这就是常说的“B超”。
③“B超”原理
超声波诊断仪
胎儿的B超图像
三、听不见的声音
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超声波探伤仪是利用超声波能透入金属材料的深处，并由一界面进入另一界面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法。
拓展：超声波探伤仪
超声波探伤仪
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（2）利用超声波的能量形式
声波传递能量在生产、生活中的应用
超声波清洗眼镜
超声波碎石机
三、听不见的声音
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①定义：振动频率低于20Hz的声音，叫做次声。
三、听不见的声音
（3）次声
②应用：利用次声定位系统可以确定火箭发射和着陆地点的位置，利用次声监测系统可以判断出核爆的时间、地点、强度乃至爆炸方式。有一种叫“水母耳”的次声预报仪，可以用于干预报台风、火山和地震活动。
次声武器
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三、听不见的声音
（4）次声的危害：次声波会干扰人的神经系统正常功能，危害人体健康。一定强度的次声波，能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。
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890年，一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了。20年后，人们在火地岛海岸边发现了它。奇怪的是，船上的东西都原封未动，完好如初。船长航海日记的字迹仍然依稀可辨；就连那些死已多年的船员，也都“各在其位“，保持着当年在岗时的“姿势”；
1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，一场风暴过后，全船海员莫名其妙地死光；在匈牙利鲍拉得利山洞入口，
3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸......
上述惨案，引起了科学家们的普遍关注，其中不少人还对船员的遇难原因进行了长期的研究．就以本文开头的那桩惨案来说，船员们是怎么死的？是死于天火或是雷击的吗？不是，因为船上没有丝毫燃烧的痕迹；是死于海盗的刀下的吗？不！遇难者遗骸上没有看到死前打斗的迹象；是死于饥饿干渴的吗？也不是！船上当时贮存着足够的食物和淡水．至于前面提到的第二桩和第三桩惨案，是自杀还是他杀？死因何在？凶手是谁？检验的结果是：在所有遇难者身上，都没有找到任何伤痕，也不存在中毒迹象。显然，谋杀或者自杀之说已不成立。那么，是以疾病一类心脑血管疾病的突然发作致死的吗？法医的解剖报告表明，死者生前个个都很健壮！
经过反复调查，终于弄清了制造上述惨案的“凶手”，是一种为人们所不很了解的次声声波。
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50年前，美国一个物理学家罗伯特·伍德专门为英国伦敦一家新剧院做音响效果检查，当剧场开演后，罗伯特·伍德悄悄打开了仪器，仪器无声无息地在工作着。不一会儿，剧场内一部分观众便出现了惶惶不安的神情，并逐渐蔓延至整个剧场，当他关闭仪器后，观众的神情才恢复正常。这就是著名的次声波反应试验。
原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.01-20赫），倘若外来的次声频率与体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”，从而使人产生上面提到的头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状。特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共振，使人体内脏受损而丧命。前面开头提到的发生在马六甲海峡的那桩惨案，就是因为这艘货船在驶近该海峡时，恰遇上海上起了风暴，风暴与海浪摩擦，产生了次声波。次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。
因此，科学家们发现，当次声波的振荡频率与人们的大脑节律相近，且引起共振时，能强烈刺激人的大脑，轻者恐惧，狂癫不安。重者突然晕厥或完全丧失自控能力，乃至死亡。当次声波振荡频率与人体内脏器官的振荡节律相当，而当人处在强度较高的次声波环境中，五脏六腑就会发生强烈的共振。刹那间，大小血管就会一齐破裂，导致死亡。
正因为次声波对人体能造成危害，世界上有许多国家已明确将其列为公害之一，并规定了最大允许次声波的标准。并从声源、接受噪声、传播途径入手，实施了可行的防治方法。
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①从环境保护的角度来说，一切干扰人们休息、学习和工作的声音，即对身心健康，特别是对听觉有损害的声音都是噪声。
②从物理学角度：乐音的波形规则，其声音使人觉得好听；噪声的波形杂乱，其声音会使人厌烦。
三、控制和减少恼人的噪声
（1）噪声
乐音的波形
噪声的波形
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①噪声污染已成为当代世界的四大污染之一，若长期在80~100dB的噪声环境中工作和学习，听觉会迟钝，甚至耳朵变聋。噪声还能诱发多
种疾病，严重时会导致死亡。
②在主要道路上设置噪声监测设备
监测噪声。
四、控制和减少恼人的噪声
（2）噪声的危害
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四、控制和减少恼人的噪声
（3）噪声的控制：消声、吸声和隔声
吸声--录音室墙面上装有吸声材料
消声--给汽车的排气管加消音器
隔声—高架道路两旁装有隔音板
典型例题
例：在医院、学校和科学研究部门附近，有如图所示禁鸣喇叭的标志。在下列方法中，与这种控制噪声的方法相同的是（　　）
A．在摩托车上安装消声器
B．在道路旁设置隔声板
C．工人戴上防噪声耳罩
D．上课时关闭教室的门窗
A
典型例题
例：下列现象或做法中不能说明声可以传递能量的是(
)
A.
蝙蝠靠超声波捕食
B.
利用超声波消除肾结石患者的结石
C.
用声波清洗精细的机械
D.
人突然暴露在150dB的噪声环境中，鼓膜破裂出血
A
课堂小结
一、声音与音乐
二、声音与建筑
三、听不见的声音
四、控制和减少恼人的噪声