1、第三节 超声与次声,学习目标,了解超声的特点； 了解超声在现代技术中的应用； 了解次声的一般特点； 了解次声的应用和危害性。,法制教育目标：,中华人民共和国人口与计划生育法第 三十五条和第三十六条,复习：前面我们学习了声音的三个特征，它们分别与哪些因素有关呢？ 响度与声源振动的幅度有关，还与距离声源的远近有关； 音调的高低与声源振动的频率有关； 音色与发声体的材料和结构有关。,是不是所有的声音人耳都能听见呢？,复习提问(过关试题）,2、声音的音调决定于发声体振动的 ，越快，音调越高。,3、响度与发声体的 有关， 越大，响度越大。,1、声音的三要素是： 、 、 。,4、蒙上眼睛也能分辩同学们的说
2、话声音 是因为每个同学的 不同。,音调,音色,响度,频率,频率,振幅,振幅,音色,5、远处隆隆的雷声预示着异常可能的大雨，着说明声音能够传递 ，外科医生可以用超声振动击碎人体内的结石，这说明声波能够传递 。,信息,能量,思考：蚊子飞的时候我们能听到嗡嗡的声音，蝴蝶飞翔能不能听到声音呢？为什么？,自习课文，回答问题,1、声波的频率范围是多少？,10-4 1012Hz,2、正常人耳朵听到声音的频率范围是多少？,20 20000Hz,3、狗能听到的声音最高频率是多少？,50000Hz,超声和次声,大多数人能听到的声音的频率范围大约是2020000次秒，苍蝇飞行时的每秒振翅次数在听觉范围内，而蝴蝶的每
3、秒振翅次数小于最低限20次秒，所以能发觉苍蝇的飞行而不能发觉蝴蝶的飞行,苍蝇飞行的每秒振翅147200次，蝴蝶飞行时每秒振翅56 次，为什么你凭听觉能发觉飞行中的苍蝇，却不能凭听觉发觉飞行中的蝴蝶？,人和一些动物的听觉范围,读一读,20Hz,20000Hz,正常人耳能听到的声音的频率范围,超 声,次 声,1、什么是超声？,频率高于20000Hz的声音称为超声，不能引起人类听觉器官的感觉,2、你知道超声有哪些特点吗？,频率高、方向性好、穿透能力和破碎能力强,3、你知道超声都有哪些应用？,碎石、B超、声纳定位、超声导航,一、超声和次声：,1、什么是次声？ 频率低于20Hz的声音称为次声，不能引起人
4、类听觉器官的感觉 2、次声有什么特点？ 频率低、波长很长、传播距离远、破坏力强 3、你知道次声有哪些危害吗？ 对机械、建筑物、人体有伤害 4、次声的来源？ 自然界中的，火山爆发、地震、风暴，核爆炸、导弹发射也能产生次声。,除了超声波，动物们还能听到音频每秒钟只有10次或不到10次的次声波，次声波不仅我们的耳朵听不出来，就是地震仪器也极少可能把它测定出来。因此，它们能遥感得出数百公里之外雷电和洋底海啸时发出的次声波。,超声的应用,蝙蝠的3.3蝙蝠的超声波定位.swf回声定位,一些动物的听觉大大优于人类的听觉。如猫、狗和狐狸却能听到音频每秒钟高于60000次的声音，至于老鼠、蝙蝠、鲸鱼和海豚，可以
5、发射和接收音频每秒钟超过100000次的超声波。,你知道蝙蝠是怎样判断目标的位置的吗？,蝙蝠是通过发出超声波，然后接收回声来导航的。,超声波特点,（a）方向性好，几乎沿直线传播； （b）穿透能力强， （c）在媒质中传播时能产生巨大的作用力，可以用来为硬质材料做切割、凿孔等,汽车的倒车雷达,海豚与声呐以及潜水艇,潜水艇利用海豚仿生制造了声呐系统,使自己知道与海岸的距离,敌舰的方位和行踪。,海豚利用声波识别食物、猎物的行踪和它们周围的环境。,声纳探测海深,1、声呐(SONAR)是一个监测反射声波的系统,2、声纳工作原理：,声纳仪发出一束高频超声波，当声波碰到障碍物时，就会被反射回来。反射的声波被声
6、纳仪检测到，根据接收到反射波的时间和反射波的强弱可确定物体的位置、形状和大小。,（1）超声波导航雷达声纳,声呐,声导武器鱼雷,美国几个环保团体指责美国海军在潜艇训练中使用主动中频声纳监测，对鲸和海豚等珍贵海洋生物造成损伤，甚至导致它们内出血并冲上海滩自杀。为此美国海军争辩说，中国三十多艘先进的静音潜艇使得美国不得不加强反潜训练。,图片说明：4月28日，至少有400只海豚的尸体被海水冲到了坦桑尼亚东北部桑给巴尔岛北岸海滩边。专家们怀疑是美军潜艇发出的声纳导致了海豚的大面积死亡。,美国海军曾认为是他们的核潜艇声纳系统干扰了海滩，在他们的演习范围海域内也出现了大规模海滩自杀现象.,反海盗利器,对于咽
7、喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位。利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效。,（2）应用于医学,超声波雾化器,利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎,超声波体外碎石机,超声波碎石机,主要适应症：肾结石 输尿管结石 膀胱结石 尿道结石,超声的穿透能力,超声波诊断仪(B超)检查、治疗疾病,人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样。平常说的“B超” (B型超声仪)就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变。,彩色B型超声诊断仪（胃肠检查）,B 超 检 查 胎 儿 健 康 情 况,中华人民共和国人口与计划生育法,第三
8、十五条 严禁利用超声技术和其他技术手段进行非医学需要的胎儿性别鉴定；严禁非医学需要的选择性别的人工终止妊娠。 第三十六条 违反本法规定，有下列行为之一的，由计划生育行政部门或者卫生行政部门依据职权责令改正，给予警告，没收违法所得；违法所得一万元以上的，处违法所得二倍以上六倍以下的罚款；没有违法所得或者违法所得不足一万元的，处一万元以上三万元以下的罚款；情节严重的，由原发证机关吊销执业证书；构成犯罪的，依法追究刑事责任：,（3）应用于工业 用超声波检测建筑有无损害. 用超声波来测量物体厚度.,超声波探伤，由于超声波的穿透能力很强，可以制成超声波探伤仪，用来探查金属内部的缺陷,超声波探伤仪,超声的
9、穿透能力,探测金属内部缺陷,超声波测速仪,超声波测厚仪,超声波探伤仪,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。连续不断的高压不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。使用超声波清洗都能达到很理想的效果。,。,超声的“冲击”能力,小型超声波清洗机,使用目的：物件的清洗、脱气、消毒、乳化、混匀、置换、提取。 使用部门：工矿企业，大专院校科研单位实验室；医院；电子车间流水线；钟表眼镜店、珠宝首饰店；家庭。 清洗物件：电子产品、机械五金配件
10、、眼镜、首饰、钟表、钱币、水果等。,眼镜店就配有此装置,超声的“破碎”能力,使油和水混合,超声的“破碎”能力,对器械和食物消毒,（3）超声应用于农业,提高发芽率，缩短发芽时间,超声波加湿器采用超声波高频振荡原理将水雾化为15微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中，从而达到均匀加湿空气的目的。,超 声 波 加 湿 器.,（4）超声应用于生活,用超声波消毒灭菌也是有效的例如用超声波来给牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法对营养成分的破坏,超声波消毒炉,利用超声波作用于人体时机体细胞受到振荡和刺激，可起按摩作用，治疗神经痛等疾患,超声波按摩棒,超声波按摩泡脚盘,议一议,在一次表演中，一名训
11、兽师向他带来的狗提问：“3+1”等于几？”狗立即叫4声，观众立刻为这条聪明的狗热烈鼓掌。它真有那么聪明吗？,嘿嘿！原来是训兽师的助手用特殊的仪器在台下发出了四下哨声，这种哨声属于超声波，不在人的听觉频率范围内，但狗是可以听见的！,次声的危害,次声波,(1)特点:频率低，次声波具有极强的穿透力,（2）次声波的产生：太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变；在工厂，机械的撞击、摩擦；军事上的原子弹、氢弹爆炸试验等等，都可以产生次声波,核爆炸,导弹发射,次声,风暴与海啸,海啸,风暴,次声,火山,火山,地震,能量高的次声,对机械、建筑物、人体有危害,应用: 预报海上风暴等,危害:,使机器设备破裂、飞机解
12、体、建筑物被破坏,在强次声环境中会产生恶心、眩晕等症状，甚至会造成内脏出血破裂，危及生命。,次声危害和应用,(3)危害:不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。次声穿透人体时，不仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木，而且还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤,还可能导致死亡。,1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，一场风暴过后，全船海员莫明其妙地死光；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,这艘货船在驶近该海峡时，恰遇上海上起了风
13、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,why?,在20世纪30年代，美国一位物理学家做过实验：他把一台次声发生器带进剧场，开演后悄悄地打开，然后坐在自己的包厢内观察动静，只见坐在次声器四周的观众产生一种惶恐不安和迷惑不解的神情，并很快蔓延到整个剧场,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似(0.0120Hz)。当外
14、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入神经麻痹的“次声武器”。,原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.0120赫），倘若外来的次声频率与身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，
15、更易引起人体内脏的共振，使人体内脏受损而丧命。,超声波的频率远大于人内脏的固有频率，不会“共振”。,为什么次声波能致人于死呢？,(4)次声波的应用,A.建立次声波站，可以探知几千米外的核武器试验和导弹发射. B.由地震引起的巨大海浪的传播速度和台风中心的移动速度都小于次声波的波速，所以接收次声波能预报破坏性很大的海啸、台风. C.国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站”，监测着海潮的洋面一旦船只或飞机失事附海，可以迅速测定方位，进行救助 D.次声炸弹。这种炸弹爆炸，瞬息之间，在方圆十几公里的地面上，所有的人都将被杀死，且无一能幸免次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板人即
16、使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里，也还是一样地难逃残废的厄运次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物但两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多,课堂小结,1、人耳听到声音的频率范围：20 20000Hz 2、超声与次声频率高于20000Hz的声音称为超声;频率低于20Hz的声音称为次声. 3、超声的应用与特点：碎石、B超、声纳定位、超声导航等. 4、次声的危害及特点：对机械、建筑物、人体有伤害.可以探测核武器试验和导弹发射预报破坏性很大的海啸、台风等,人耳听到声音的条件：,1、有声源 2、有传声的介质 3、发声体的振动频率必须在2020000HZ范围内 4、有一定的响度 5、离发声体比
17、较近,本节课你学到了什么？,1昆虫在飞行时抖动翅膀发出声音，苍蝇每10s翅膀振动3520次，蜜蜂每20s翅膀振动3800次，蚊子每5s翅膀振动3200次，那么它们翅膀振动频率最大的是_，音调最高的是_,蚊子,蚊子,交流展示:,2. 人看到蝙蝠在空中飞行，却很难听到蝙蝠发出的声音，其原因是：（ ）A、蝙蝠不会发声； B、蝙蝠发声响太小；C、发声的频率太高；D、发声的频率太低,C,3.蝙蝠利用回声可以确定 ,这种方法 叫 .科学家运用 这个原理发明了.,位置,回声定位,声呐,4.科学家通过接收( )声音,监测预报台风 和地震. A.人耳能听到的声波B.超声波 C.次声波,C,5.下列说法正确的是(
18、 ) A.海豚和大象都是利用超声波来相互联络 B.海豚和大象都是利用次声波来相互联络 C.海豚用的超声波,大象用的次声波 D.海豚用的次声波,大象用的超声波,C,6.科学家发明的声呐系统( ) A.能发出超声波,从回声获取信息 B.能发出次声波,从回声获取信息 C.发超声波和次声波,视探测物体而定 D.只能接收超声波，从中获取信息,A,7、据说：美国研制出一种用超声波做子弹的枪，当超声波到达一定得强度就能有较强的攻击力。实际上阻挡这一武器的袭击，只要薄薄的一层（ ） A、半导体 B、磁性物质 C、真空带 D、绝缘体7、声波可以用来清洗眼镜、钟表等精细的仪器，说明声波具有 的性质,8、2000年
19、8月12日，俄罗斯的“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难沉没。探测专家用超声波可探测到潜艇的确切位置后，在潜艇正上方海面向下发出超声波，从超声波发出直至接收到潜艇的回波经历的时间为t =0.146s，则潜艇沉没的实际深度h 约为多大？取整数值（超声波在海水中的传播速度v=1450ms),9、人无法听到飞翔的蝙蝠发出声音的原因是（ ） A蝙蝠没有发出声音 B蝙蝠发出声音的频率太高 C蝙蝠发出声音的频率太低 D蝙蝠发出声音的响度太小9、昆虫飞行时翅膀要振动，甲昆虫飞行时翅膀每秒振动200次，乙昆虫飞行时翅膀每秒振动40次，一位听力正常的人能听到飞行时发出声音的昆虫是（ ） 甲昆虫 乙昆虫 都能听到
20、都听不到,频率、响度只影响声音的高低、大小，人无法听到声音是因为频率超过了 人的听觉范围， 答案为,10.超声波雷达也叫声呐，可以用来探测海洋深度，探测时是如何工作的?10.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：需要先知道超声波在水中的传播速度，用v表示，需要测出从海面上发声到海底及返回的时间t，便可知道海面到海底的深度。如：超声波在海水中的传播速度为1500m/s，从海面发出超声到接受到回声的时间为4s，海深则为 S=1/2vt=1/21500m/s4s=3000m,因为蝴蝶发出声音的频率低，低于了人的听觉下 限20Hz，所以人听不到。而苍蝇的发出声音的 频率在人的听觉范围内，故能听到。,再见,
