聲音的發生與傳播
l 1. 聲的產生
聲的產生:聲是由物體振動產生的;一切發聲的物體都在振動,振動停止,發聲也停止。
物體只有振動才發聲,發聲的物體一定振動,有振動不一定能聽見聲音。
“振動停止,發聲也停止”不能敘述為“振動停止,聲音也停止”,因為振動停止,只是不再發聲,而原來發出的聲音仍可能繼續傳播并存在。
聲源:振動的物體叫聲源。
振動:物體沿直線或曲線的往返運動叫振動。
實驗論證:
甲圖:正在發聲的鼓面上的紙片在跳動乙圖:紙盆中的紙片隨著音樂的節奏跳動丙圖:把正在發聲的音叉放入水中,水花四濺
圖中的三個實驗反映的共同規律是:一切發聲的物體都在振動。
用手按住發音的音叉,發音也停止,該現象說明振動停止發聲也停止。振動的物體叫聲源。
● 轉換法:將不容易直接觀察的細微現象,通過某種方式轉換成直觀、形象的現象表現出來的方法。
練習:
① 人說話,唱歌靠聲帶的振動發聲,婉轉的鳥鳴靠鳴膜的振動發聲,清脆的蟋蟀叫聲靠翅膀摩擦的振動發聲,其振動頻率一定在20-20000次/秒之間。
②《黃河大合唱》歌詞中的“風在吼、馬在叫、黃河在咆哮”,這里的“吼”、“叫”“咆哮”的聲源分別是空氣、馬、黃河水。
③ 敲打桌子,聽到聲音,卻看不見桌子的振動,你能想出什么辦法來證明桌子的振動?可在桌上撒些碎紙屑,這些紙屑在敲打桌子時會跳動。
2. 聲音的傳播
傳播條件:聲音的傳播需要介質(作為傳播媒介的物質),真空不能傳聲。固體、液體、氣體都可傳聲。
介質:氣體、液體和固體這些能夠傳播聲音的物質叫做介質
真空不能傳聲,這是由于真空中沒有物質粒子,因而振動無法在真空中產生聲波.
固體、液體、氣體傳播聲音是因為它們的物質粒子隨著聲源振動形成聲波.如果物質粒子是緊緊靠攏的,傳聲的效果就好.
傳播途徑:在空氣中,聲音以看不見的聲波來傳播,聲波到達人耳,引起鼓膜振動,人就聽到聲音。
聲音的保存:振動可以發聲,如果將發聲的振動記錄下來,需要時再讓物體按照記錄下來的振動規律去振動,就會發出和原聲相同的聲音 (唱片的制作、播放)
聲波:發聲體振動會使傳聲的空氣的疏密發生變化而產生聲波。
練習:
① P14圖1.1-4所示的實驗可得結論真空不能傳聲,月球上沒有空氣,所以登上月球的宇航員們即使相距很近也要靠無線電話交談,因為無線電波在真空中也能傳播,無線電波的傳播速度是3×108m/s。
②“風聲、雨聲、讀書聲,聲聲入耳”說明:氣體、液體、固體都能發聲,空氣能傳播聲音。
3. 傳播速度
傳播速度:聲音在介質中的傳播速度簡稱聲速。
決定聲速快慢的因素:1、介質種類。2、介質溫度。
① 聲速的大小與介質的種類有關:一般情況下,v固>v液>v氣 在真空中的傳播速度為0m/s。
聲音在15℃空氣中的傳播速度是340m/s合1224km/h
② 聲速還受溫度的影響。溫度越高,聲速越大。
l 在地面上溫度每升高一度,聲速增加約0.61米/秒。
l 當空氣中不同區域的溫度有區別時,聲音的傳播路線總是向著低溫方向的,如上面的溫度低,聲音就向上傳播,此時,低處的聲音,高處容易聽到。
練習:
☆有一段鋼管里面盛有水,長為L,在一端敲一下,在另一端聽到3次聲音。傳播時間從短到長依次是
。
☆ 運動會上進行百米賽跑時,終點裁判員應看到槍發煙時記時。若聽到槍聲再記時,則記錄時間比實際跑步時間要晚(早、晚)0.29s(當時空氣15℃)。
☆ 下列實驗和實例,能說明聲音的產生或傳播條件的是(①②④)
①在鼓面上放一些碎泡沫,敲鼓時可觀察到碎泡沫不停的跳動。
②放在真空罩里的手機,當有來電時,只見指示燈閃爍,聽不見鈴聲;
③拿一張硬紙片,讓它在木梳齒上劃過,一次快些一次慢些,比較兩次不同;
④鑼發聲時,用手按住鑼,鑼聲就停止。
4. 回聲
回聲:回聲是由于聲音在傳播過程中遇到障礙物被反射回來而形成的。
聽到回聲條件:如果回聲到達人耳比原聲晚0.1s以上人耳能把回聲跟原聲區分開來,此時障礙物到聽者的距離至少為17m。 [s=340m/s×
×0.1s=17m]
在屋子里談話比在曠野里聽起來響亮,原因是:屋子空間比較小造成回聲到達人耳比原聲晚,不足0.1s最終回聲和原聲混合在一起使原聲加強。
回聲的作用:
① 加強原聲;② 回聲定位;③ 回聲測距
回聲利用:回聲可以測定海底深度、冰山距離、敵方潛水艇的遠近。
測量方法:測出發出聲音到受到反射回來的聲音訊號的時間t,查出聲音在介質中的傳播速度v,則發聲點距物體S=vt/2。
5. 我們怎樣聽到聲音
人耳的構造
人耳的構造:外耳、中耳、內耳。
聽到聲音的條件:A.聲源在振動發聲. B.有傳播聲音的介質,如空氣。 C.聽覺器官完好.
聽到聲音的路線:骨傳導 雙耳效應
聽覺的傳播途徑:發聲體振動→(通過空氣等介質傳播)→鼓膜振動→(通過聽小骨等組織傳播)→聽覺神經傳遞信號→大腦產生聽覺。
人耳的結構功能:鼓膜(形成振動)、聽小骨(放大震動)、聽神經(傳到聲刺激產生的神經沖動)、聽覺中樞(形成聽覺)。
耳聾
耳聾分為:神經性耳聾和傳導性耳聾。
如果傳導聲音的鼓膜和聽小骨發生損傷,就會使聽力下降,叫做傳導性耳聾。
如果耳蝸,聽覺中樞或與聽覺有關的神經受到損害,聽力會降低,甚至是喪失,叫做神經性耳聾。
傳導性耳聾還可以通過其它途徑將振動傳給聽覺神經,人可以繼續聽到聲音(利用助聽器聽聲音)。
神經性耳聾一般不可治愈。很難再聽到聲音。
骨傳導
骨傳導:聲音的傳導不僅僅可以用耳朵,還可以經頭骨、頜骨傳到聽覺神經,引起聽覺。這種聲音的傳導方式叫做骨傳導。一些失去聽力的人可以用這種方法聽到聲音。
骨傳導的傳播途徑:發聲體振動→(頭骨、頜骨)→鼓膜振動→(聽覺神經)→大腦
骨傳導的原理:固體可以傳聲。
例子:演員進行《千手觀音》的排練、貝多芬聽鋼琴聲、使用助聽器聽聲音都利用了骨傳導。
雙耳效應
雙耳效應:人有兩只耳朵,而不是一只。聲源到兩只耳朵的距離一般不同,聲音傳到兩只耳朵的時刻、強弱及其他特征也就不同。這些差異就是判斷聲源方向的重要基礎。這就是雙耳效應。
人們通過雙耳效應,可以較為準確地判斷聲音傳來的方位;但聲源在我們正前方、正上方、正后方時我們并不能準確判斷,因為聲源到兩只耳朵的距離幾乎相同,雙耳效應不明顯。
雙耳效應的應用:
⑴ 人耳可分辨聲源方位的原因有三個方面:
① 對同一聲音,兩只耳朵感受到的強度不同;
② 對同一聲音,兩只耳朵感受到的時間有先后之分;
③ 對同一聲音,兩只耳朵感受到的步調也存在差別。
⑵ 舞臺應用:將兩只話筒分別放在舞臺的不同位置,用兩條線路分別放大兩路聲音信號,然后再通過左右兩個揚聲器插入出來,我們就會感到不同的聲音從不同的位置傳來。
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