1、 1第二章 声现象知识点 1 声音的产生（1）物体振动产生声音。振动是指物体在某一位置附近做往复运动，往返一次叫振动一次。固体、液体、气体在振动时都能作为声源发声，在生活中所听到的钟声、海浪声和悠扬的笛声，分别是由固体（钟） 、液体（海水）和笛子中的气体振动发出的。声源的振动通过气体空气 、液体、固体等介质传播到人的耳朵里，被人感知后人就听到了声音。知识点 2 声音的传播及传播速度（1）声音在传播时需要介质，真空不能传声。（2）通常声音在不同介质中的传播速度是不同的。声音在固体中传播速度最快，在液体中次之，在气体中最慢，即 v 固体 v 液体 v 气体 常温下声音在空气中传播的速度是 340m
2、/s声音的音调和响度大小并不会影响到声音传播的速度。声音的传播速度只与介质和温度有关。知识点 3 回声（1）回声的产生：如果声音在传播过程中遇到较大的障碍物，则发生声音的反射，形成回声（2）人能区分回声与原声的条件人耳只能区分时间间隔 0.1s 以上的两个声音。如果回声与原声传到人耳的时间间隔小于 0.1s，那么人耳就不能区分回声与原声，这时回声和原声混在一起，使原声加强；如果回声和原声传到人耳的时间间隔不小于 0.1s，人耳就能将回声和原声区别开来，从而听到回声。参考资料：要想听到回声，声源距障碍物至少要多远呢？我们可作如下分析：人要听到回声，则回声比原声到达人耳的时间晚 0.1s 以上，在
3、此过程中，声音在人和障碍物之间运动了一个来回因此声音从人到障碍物所需的时间是整个时间的一半，即 ，取声速为 340m/s，则 可见，要0.5s2t 340m/s.5=17svt想听到回声，声源与障碍物间的距离至少为 17m平常我们在教室里时，由于教室的长、宽均小于 17m，所以在教室里听课时听不到回声（3）利用回声测距 声音在同一均匀介质中传播速度是不变的从声源发声到听到回声的过程中，声音的运动经历了“声源障碍物”和“ 障碍物声源处接收器（如人耳） ”两个过程，所以声音从声源到障碍物所需的时间是整个时间的一半，即 ，则 ，因此，当已知声2t2tsv音在某一介质中的传播速度时，只要测出从发声到听
4、到回声的时间，就可算出声源与障碍物之间的距离迷你小实验：听到两次同一声源发出的声音一定是回声吗？我们将一只耳朵贴在一段长钢管的一端，另一位同学在另一端敲击一下钢管，我们会听到两次声音，听到两次同一声源发出的声音一定是回声吗？发声体振动后，声音依靠介质向四周传播在传播过程中，声音如果碰到障碍物，就会发生反射现象，形成回声人听到声源直接传来的声音与回声之间的时间间隔在 0.1s 以上时人就会把原声与回声分开，听到两次声音但是，听到两次声音并不都是回声我们在上述实验中听到的两次响声，却不是因为障碍物而形成的回声，而是由于声音在钢中传播的速度比声音在空气中传播的速度大得多，声音通过两种介质传入人耳的时
5、间间隔大于0.1s，人耳便能区分这两次声音了。知识点 4 声音的三要素21音调：音调就是声音的高低音调是由声源的频率高低决定的，频率越高，音调也越高弦乐器的音调与弦的长短、粗细、松紧有关；管乐器的音调由发音部分的气体体积大小决定，体积越小，音调越高人的听觉频率范围是 20Hz20000Hz，我们把频率高于 20000Hz 的声音叫做超声波，低于 20Hz 的声音叫做次声波2响度：响度就是人耳感觉到的声音的大小响度由声源的振动幅度决定：振幅越大，响度越大；还跟距离声源的远近有关：距离越远，响度越小 在声学中，人们通常用分贝（dB）作为单位来计量声音的大小人的理想声音环境是 1540dB；为保证休
6、息和睡眠，噪声应不超过 50dB；为保证正常工作和学习，应控制噪声不超过 70dB；为保护听力，应控制噪声不超过90dB2音色：音色（也叫音品）反映的是声音的品质不同物体发出的声音，音色是不同的，如两个发声体即使发出的声音音调相同，响度也相同，但人耳仍能分辨出来，就是因为它们的音色不同音色取决于发声体本身，不同发声体的材料、结构不同，其振动情况是不同的，发出的声音的特色也就不同参考资料：音调和响度理解音调和响度这两个概念时，要注意生活中的语言与物理学中的语言是有区别的。在生活中所说的声音高低，有时指音调；如唱歌时说音起得太高，唱不上去；有时指响度，如说某人说话太低，听不清但在物理学中指音调时说
7、高低，指响度时说大小，二者不能混淆。 “音调高就是响度大，音调低就是响度小”这种说法是不对的又如日常生活中所说“高声大叫” 、 “低声细语”中的“高、低”实际指的是响度大小，而“高音歌唱家” 、 “低音歌唱家”才是指音调高低.知识点 5 人耳听到声音的条件 参考资料：我们是怎样听到他人的声音的呢？物体振动时，我们不一定能听到声音。首先，声音的传播需要一定的媒介，即传播物质，假如声源处与人耳处之间是真空，则人耳听不到声音（宇航员在太空中就不可能直接交谈）；其次，人的听觉有一定的限度，大多数人能够听到的声音的频率范围，大约是每秒 20次到 20000 次，所以当发声体的振动频率低于每秒 20 次或
8、高于 20000 次时，人耳也听不到此声音；第三，人耳能否听到声音还与声音的响度有关，若发声体振幅太小，或距离人耳太远，人耳也不能听到声音（1）人耳要听到声音，必须满足以下三个条件：1发声体振动，发出在人的听觉频率范围内响度足够的声音；2具有能传播声音的介质；3人耳具有正常的听觉（2）人耳听到声音的具体过程如下：发声体振动引起周围的介质发生振动，这种振动以发声体为中心由近及远向外传播，形成声波声波传播到人耳处，引起人耳鼓膜发生相应的振动，形成听觉，这样人就能听到声音了 知识点 6 声音的种类使人感到愉快的声音为乐音，它是声源有规律振动时产生的，如钢琴、胡琴等乐器在演奏乐曲时发出的声音就是乐音令
9、人厌烦的声音为噪声，一般是由声源的无规律振动而产生的，如汽车喇叭声、机器的轰鸣声等为噪声1物理学角度的噪声：从物理学角度看，乐音和噪声是有一定区别的乐音即好听、悦耳的声音，是由发声体做有规则振动发出的声音；噪声即嘈杂、刺耳的声音，是由发声体做无规则振动时发出的声音2环境保护角度的噪声：从环境保护角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰作用的声音，都属于噪声所有声音都有可能成为噪声例如：当有人想睡觉时，其他人唱歌或听音乐，此时的音乐妨碍了他人的休息，3对想睡觉的人来说就成了噪声3噪声的来源及危害：工厂里，发动机的运转声，材料的锯割、冲压、切削声；公路上，车辆的
10、鸣叫声，发动机振动和排气声，以及车身的振动声；建筑工地上各种机器和设备发出的噪声，安静图书馆里说话声等都是噪声噪声对人体的危害轻则会妨碍工作、休息、影响工作效率，重则会引起神经衰弱、头痛、高血压等疾病，甚至会使听觉器官失去听力为了保护听力，声音不能超过 90dB；为了保证工作和学习，声音不能超过70dB；为了保证休息和睡眠，声音不能超过 50dB4控制噪声的措施：在声源处减弱：改造声源结构；减小噪声响度；在声源处加防护罩；在内燃机排气管处加消声器。在传播过程中隔声、吸声：用隔音或吸音材料把噪声声源与外界隔离开；在接收处（人耳处）减弱：戴防噪声耳塞，用手指塞住耳朵等知识点 7 声的利用1、声音可
11、以传递信息和能量2、回声定位原理及其应用回声定位：超声波碰到障碍物会反射回来，根据回声到来的方位和时间，可以确定目标的位置和距离。声呐：向水中发射各种形式的声信号，碰到需要定位的目标是产生反射波，接收反射波进行信号分析；处理，除掉干扰，从而显示出目标所在的方位和距离。例题精讲：例 1：在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止了对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝” ，分析其原因是（B ）A大钟的回声 B大钟在继续振动C人的听觉发生“ 暂留”的缘故 D大钟虽停止振动，但空气仍在振动解释：大钟“余音未绝” ，是因为大钟一直在振动。敲一下大钟然后停止，大钟仍会振动半天，不会立刻停止:例 2：初春时节，柳
12、树发芽，你可以折一根柳条，把皮和芯拧松，抽出木芯，用刀把嫩皮的两端修齐，就制成了“柳笛”用力吹，柳笛就发出声响相比较来看，细而短的柳笛吹出声音的音调较高，该声音是由于(空气柱) 的振动而产生的分析：声音是由物体振动而产生的，吹柳笛时，内部空气柱振动，产生声音当空气柱的长度发生变化时，振动频率发生改变，音调改变例 3：工人甲在一根很长的空铁管的一端敲一下铁管，工人乙在铁管的另一端贴近管口可以听到（ A ）A一次敲击声 B二次敲击声C三次敲击声 D四次敲击声分析：注意原题说的是“很长的空铁管” ，所以由于铁管很长，空气传来的声音就很难听见了，因为随着距离的逐渐增加，声音在空气中传播的能量越来越小，
13、响度越来越小。例 4：有经验的工人师傅检查机器运转情况时，常把金属棒一端抵在机器上，另一端靠近耳朵，用耳朵可听出机器各部件是否正常他这样做的科学依据是什么?答案：金属棒可以传播机器振动情况，把金属棒的一端放在机器的部件上，机器的振动引起金属棒相同的振动，从而发出不同的声音，工人师傅可以根据声音音色情况，判断机器的故障。例 5：如果“声音在空气中的传播速度变为 1m/s，则我们周围的世界会有什么变化？”关于这一问题的讨论，一位同学提出了下列四个有关的场景，请你判断不正确的是（A ）A教室内学生能更清楚地听到教师的讲课声B汽车的喇叭不能再起到原来的作用C管乐队在会场内的演奏效果将变差D我们听到万米
14、高空传来的客机声时，却不能看到该飞机例 6：百米赛跑时，终点的计时员如果听到发令枪的枪声才开始计时，所记录的成绩与运4动员的实际成绩相比，一定是（声速取 340m/s） （ C ）A少 2.94s B多 0.294s C少 0.294s D相同分析：由于光速很快，所以终点的计时员正确的计时方法应该是看见起点人员的白烟计时。但是如果终点计时员通过声音计时的话，声音从起点传到终点需要一段时间，这段时间内运动员已经起跑，所以所计算时间偏少，少了的时间就是 t=s/v，t=100m/340 ，就是 0.29 秒了。例 7：聂利同学在一个养蜂场看到许多蜜蜂聚集在蜂箱上，双翅没有振动，仍嗡嗡地叫个不停她对
15、十万个为什么中“蜜蜂发声是不断振动双翅产生的”这一结论产生怀疑蜜蜂的发声部位到底在哪里?下面是聂利同学的主要探索过程：把多只蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上，蜜蜂仍然发声剪去多只蜜蜂的双翅，蜜蜂仍然发声在蜜蜂的翅根旁发现两粒小“黑点”，蜜蜂发声时，黑点上下鼓动用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点，蜜蜂不发声请回答：（1）聂利同学在实验时，采用多只蜜蜂的目的是 避免实验的偶然性，增加实验的普遍性 （2）从实验和 可得出的结论是 蜜蜂发声不是由双翅振动产生的（3） “用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点”基于的假设是蜜蜂是靠小黑点振动发声的 例 8：汽车的废气离开引擎时压力很大，如果让它直接排出去，将会产生令人难以忍受
16、的噪声，因此需要安装消音器汽车消音器的剖面如图所示，它里面排列有许多网眼的金属隔音盘当汽车废气从排气支管进入消音器，经过隔音盘从排气管排出后，废气产生的声音就很小了其消音的原理是(隔音盘可以反射和吸收部分噪声) 摩托车安装消声器是采用(在声源处减弱噪声)的方法来减弱噪声的。解析：隔音盘里有很多小孔，当声音在这些小孔之间来回反射的时候，经过多次反射，声音的能量变小，响度变小，所以从废气传出的声音就变小了很多。本题两问强调的主语不同，第一问强调消音的原理，所以答原理。第 2 问强调摩托车安装消音器的原理，那就可以直接填在声源处减弱噪声了。例 9：妈妈买碗时常把两只碗碰一碰，听听发出的声音，她判断碗
17、质量好坏的根据是声音的(音色) ， 有经验的农民伯伯敲一敲西瓜就能发现西瓜的生与熟，这是根据声音的(音色)来判断的，有经验的医生通过叩诊就能发现病人腹腔内是否有积水，这是根据声音的(音调) 来判断的。解析：好碗和坏碗的结构是不同的，因为坏碗会有裂痕，所以是音色。西瓜的好坏也是由于其内部的结构不同，所以也是音色。病人腹腔内有积水，会导致枪击病人时候音调发生变化，所以是音调。例 10：第一次测定铸铁里的声速是在以巴黎用下述方法进行的，在铸铁管的一端敲一下钟，在管的另一端，听到两次响声，第一次是由铸铁传来的，第二次是由空气传来的。管长931 米，两次响声相隔 2.5 秒，如果当时空气中的声速是 340 米/秒，求铸铁中的声速。解析：声音在铸铁里传播时间 声音在空气里传播时间1vst2vst所以 由此得： 212st-121v-st器器器器器器器器器器器器器器器器器5由于 s=910 米 smv3402s5.2t-1所以 m03.9s5.2-913答：铸铁中的声速为
