(共30张PPT)
第四章
声现象
第4节
声现象在科技中的应用
1.知道超声波的概念、特点及应用。
2.知道次声波的概念、特点及危害。
3.会区分人与其他动物的听觉范围。
4.了解语音识别的优点。
点击图片播放视频
一、超声波及其特点和应用
蝙蝠的飞行不是利用眼睛观察障碍物,而是依靠耳朵听声音来对障碍物进行定位,那么蝙蝠发出的声音它自己能听见,我们为什么听不见呢?原来蝙蝠发出了一种人听不见的声音——超声波。
(1)频率高于20
000
Hz的声波叫作超声波。
(2)与可听声相比,超声波具有方向性强、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点。
(3)超声波在医学、工农业生产、军事等领域都有着广泛的应用。超声波的应用主要有:①声呐——探测海洋深度、鱼群、礁石等;②B型超声波诊断仪——可以观察到胎儿和内脏器官,帮助医生做出诊断;③超声波探伤仪——能够探测出金属零件内部的裂纹等隐患;④超声波测速仪——测定运动物体的速度。
超声的导航能力
声呐
超声波诊断仪(B超)
检查、治疗疾病
探测金属内部缺陷
超声的穿透能力
超声的“破碎”能力
超声波碎石机
超声清洗
如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净物品。
如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。
超声加湿器
二、次声波及其特点和应用
在地震或火山爆发之前,人通常没有任何感觉,而一些动物却有反常行为,那么这些动物为何能具有如此高强的本领呢?这是因为这些动物能听到地震、海啸、火山爆发时产生的另一种人耳听不到的声音——次声。
(1)频率低于20
Hz的声波叫作次声波。
(2)次声波又称亚声波,虽然次声波看不见、听不见,可它却无处不在,地震、火山爆发、台风、海啸、枪炮发射、核爆炸等都会产生次声波,科学家借助仪器可以“听到”它。
(3)次声波具有如下特点:
①次声波不容易衰减,不易被水和空气吸收。次声波的波长往往很长,因此能绕开某些大型障碍物,传播的距离较远;
②次声波还具有很强的穿透能力,可以穿透建筑物、掩蔽所、坦克、船只等障碍物,次声波还会干扰人神经系统的正常功能,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。更强的次声波还能使人耳聋、昏迷、精神失常甚至死亡。
(4)次声波的应用主要有:
①预测自然灾害发生的时间;
②通过测定自然或人工产生的次声波在大气中传播的特性,可探测某些大规模气象过程的性质和规律,如沙尘暴、龙卷风以及大气中电磁波的扰动等;
③通过测定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声波,可以了解人体或其他生物相应器官的活动情况,如人们研制出的次声波诊疗仪可以检查人体器官工作是否正常;
④利用次声波的强穿透性可制造出能穿透坦克、装甲车的武器,次声波武器一般不会造成环境污染。
核爆炸
导弹发射
次声波的危害
火山喷发
地震
海啸
三、语音识别
1.语音识别技术
语音识别技术就是让机器把语言信号转变为相应的文本或命令的高技术。
2.语音识别技术的特点
不会遗失或忘记、不需记忆、使用方便等。
3.语音识别技术的应用
语音识别技术可以应用在保护人们的财产,防止盗窃或者其他经济犯罪方面。利用声音进行身份识别可能是最自然和最经济的方法之一,更适用于电话银行、电话炒股、电子购物等领域。
语音信息提取的过程
语音识别的优点：
1.人的声音是独有的，具有一一对应的样本空间。（最自然）
2.不会遗失或忘记、不需记忆、使用方便。（最经济）
1.下列关于超声波的说法中正确的是(
)
A.人耳听不到的声波都是超声波
B.超声波可以探测海洋深度
C.超声波是传播速度超过声音传播速度的声波
D.超声波定向传播能力差
解析:人耳听不到的声波除了超声波外,还有次声波;超声波也是声波的一种,声波在同种介质中的传播速度是不变的,不因频率的高低而变化;超声波具有方向性强、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点,而且能够透过不透明物质,被广泛应用于超声探伤、测厚、测距、遥控等方面。由此可知B项正确。
答案:B
2.海上发生风暴时会产生次声波。次声波在空气和海水中传播的速度比风暴移动的速度快。次声波接收处理设备就是利用这一特点提前感知、预报海上风暴的。风暴产生的次声波无法被人耳听到,原因是次声波的(
)
A.速度太快
B.响度太小
C.频率太高
D.
频率太低
解析:人耳的可听声频率范围为20~20
000
Hz,风暴产生的次声波无法为人耳所听到,原因是次声波的频率低于20
Hz,其频率太低,不在人耳的可听声频率范围内,故D正确。
答案:D
3.在某些电脑办公软件的使用过程中,只要配备有麦克风或话筒,就可以通过对着麦克风或话筒讲话录入文字和执行操作。下例所说的物理知识中与此功能有关的是(
)
A.回声定位
B.控制噪声的途径
C.语音识别技术
D.超声波也能在空气中传播
解析:题目中“对着麦克风或话筒讲话录入文字和执行操作”利用的是语音识别技术。
答案:C
4.同样在你身边飞过的苍蝇和蝴蝶，为什么凭听觉你只能发现苍蝇而不能发现蝴蝶?
解答：因为蝴蝶发出声音的频率低，低于人的听觉下限20Hz，所以人听不到。而苍蝇发出声音的频率在人的听觉范围内，故能听到。
一艘国际商船在“火地岛”，发现了多年前神秘失踪的“马可·波罗”号帆船，而船上的一切设备及物品却完好无损。经科学家们多年的研究和探索，终于揭开了这些遇难者的“死亡迷”。原来都死于风暴所产生的“次声”。次声为什么能杀人呢?原来，人们内脏固有的振动频率和次声频率极为相近(0.01Hz～20Hz)。
当外界的次声频率与内脏的频率相同或相近时，就会形成人体内脏的共振状态，产生种种不良反应。还会导致视觉模糊，吞咽困难，肝功能失调等症状，严重时还会四肢麻木，胸部产生压迫感。尤其是当人的腹腔、胸腔及颅腔内的固有振动频率与外来的次声频率相一致时，就会使人体的内脏系统振坏而丧生。因此有人正在利用次声的性质与特点，探索研制一种能导致人神经麻痹的“次声武器”。
