初中物理声学部分

第一章声现象
内容提要
声音的产生与传播
一：声音的产生
1 声是由物体的振动产生的
2 振动可以发声
注意：
1 一切发声的物体都在振动
2 声音是由物体的振动产生的
3 发生物体的振动停止，发生也停止
4 一切正在发声的物体都在振动，固体，液体，气体都可以因振动而产生声音。

5 “振动停止，发生也停止”不同于“振动停止，发生也消失”。

振动停止，只是不再发声，但是原来所发出的声音还会存在并继续向外传播。

二：声音的传播
1 声的传播需要介质
2 声以波的形式传播，这种波叫声波
3能够传播声音的物质叫做介质
4声音的介质有：固体，气体，液体
5真空不能传声
注意：
声音以波的形式向外传播。

因为物体的振动，物体两侧的空气就形成了疏密相间的波动向远处传播，这就是声波
三：声速和回声
声传播的快慢用声速描述，它的大小等于声在每秒内传播的距离。

声速的大小跟介质的种类有关，还跟介质的温度有关。

要点：
1 声音在单位时间内传播的距离叫做声速
2 声速与介质的种类有关。

一般在固体中传播最快，其次是液体，在气体中传播最慢
3 声速与节制的温度有关。

一般在气体中，温度越高，声速越快
4 声音在传播过程中，碰到障碍物后被反射回来，人们能够与原生区分开，这样反射回来的声波就是回声。

注意：
声音在15℃的空气中的传播速度是340m/s
拓展：
1分辨原声与回声的条件：
①回升到达人耳的时间比原声晚0.1s以上；②声源距离障碍物至少有17m远
2回声的作用：
①加强原声；②回声定位；③回声测距
3回声测距离：2s=vt
我们怎样听到声音
一：怎样听到声音
在声音传递给大脑的整个过程中，任何部分发生障碍，人都会失去听觉。

但是如果只是传导障碍，而又能够想办法通过其它途径将震动传递给听觉神经，人也能够感知声音
1 人耳的构造：外耳（耳廓，外耳道）中耳（鼓膜，听小骨）内耳（半规管，前庭，耳蜗）
2 听到声音的途径：物体振动→介质→鼓膜或头骨→听觉神经→产生听觉
3如果传导声音的鼓膜和听小骨发生损伤，就会使听力下降，叫做传导性耳聋，但还可以通过其它途径将振动传给听觉神经，人可以继续听到声音；如果耳蜗，听觉中枢或与听觉有关的神经受到损害，听力会降低，甚至是丧失，叫做神经性耳聋，一般不可治愈。

拓展：
听到声音的条件：
①听觉系统正常；②物体的振动频率达到人耳的听觉范围；③声音有足够的响度；
④有传播的介质
二：骨传导和双耳效应
1声音通过头骨，颌骨也能穿到听觉神经，引起听觉。

科学中把声音的这种传导方式叫做骨传导
2骨传导的途径：物体振动→声波→头骨或颌骨→听觉神经
3双耳效应产生的条件：
①对同一个声音，两只耳朵感受到的强度大小不同；②对同一个声音，两只耳朵感受到的时间先后不同；③对同一个声音，两只耳朵杆受到的振动步调也不同
声音的特性
一：音调
1 物体振动的快，发出的音调就高；振动的慢，发出的音调就低
2 每秒内物体振动的次数—频率来表示物体振动的快慢。

频率决定声音的音调。

频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz
3 频率高于20000Hz的声音为超声波；低于20Hz的声音为次声波
疑点：
4音调是指声音的高低，也就是平常我们说的声音的粗细，不是声音的大小，也不是声音的音色。

5 在相同的介质和温度中，频率不同的声音传播速度相同。

拓展：
音调的高低与什么有关？
音调的高低跟发声体的形状，尺寸和所用的材料的性质等多种因素有关。

二：响度
1 声音的强弱（大小）叫做响度
2 物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。

物体的振幅越大，产生声音的响度越大。

3 物理学中响度指声音的强弱，生活中指人耳感受到的声音的大小。

4 人耳感受到的物体的响度与距离发声体的远近有关。

5 响度与声源的振幅有关，振幅越大，响度越大；与人到声源的距离有关，距离越大，响度越小。

6 音调和响度是根本不同的两个特性，毫无关系。

三：音色
1 频率的高低决定声音的音调，振幅的大小决定声音的响度。

2 不同发声体的材料，结构不同，发出声音的音色也就不同。

3音色是指声音的品质，即音质。

拓展：
人的音色会随年龄的增长，以及饮食，健康的因素而变化。

锻炼可以保持优美的音色。

噪声的危害和控制
一：噪声的来源
1 从物理角度来说，噪声是发声体作无规则振动时发出的声音；从环保角度来说，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的声音，都属于噪声。

2 噪声的波形无规律且杂乱。

3乐音和噪声的根本区别在于：乐音是由发声体规则振动产生的，波形是规则的；噪声是由发声体不规则振动产生的，波形杂乱无章。

二：噪声的等级的划分
1人们以分贝（符号是dB）为单位来表示声音强弱的等级。

人的听觉是20Hz-----20000Hz。

0dB：人刚能听到最微弱的声音。

30—40dB：较为理想的安静环境，为了保证休息和睡眠，声音不能超过50dB，为了保证工作和学习，声音不能超过70dB，为了保护听力，声音不能超过90dB 。

2声音从产生到引起听觉的三个阶段：
①声源的振动产生声音；②空气等介质的传播；③鼓膜的振动
拓展：
噪声的危害可分为哪几类？
造声的危害可分为生理危害，心里危害和物理危害。

不太强的噪声，使人感到厌烦；比较强的噪声，使人感到刺耳难受，时间久了会引起噪声性耳聋，还会引起心律不齐，血压升高，消化不良等症状；更强的噪声，几分钟时间就会使人头晕，恶心，呕吐，像晕船似的；极强的噪声还会影响胎儿的发育，妨碍儿童的智力发展，甚至是直接造成人和动物的死亡。

三：控制噪声
控制噪声的三个方面：
1 ①防止噪声产生；②阻断噪声的传播；③防止噪声进入耳朵
2 消声（从声源出）；吸声（在传播过程中减弱）；隔声（在人耳处减弱）
声的利用
一：声与信息
1 回声定位
2 声纳测距，探测鱼群
3声的概念比较广，包括超声，次声等；声音则指人而能够感受到的声
4声音可以传递信息：
5用超声波可以准确地获得人体内部疾病的信息，这就是“B超”。

用超声波检查身体时，由于人体各部分器官对声波的反射情况不同，利用计算机图像显示设备，可以清楚地将人体内部器官的结构显示在屏幕上，根据图像，医生很快就可以找出病灶所在的位置了，超声波探查对人体没有伤害。

这一点不同于“X光”
二：声与能量
1物体的振动→产生声波→将能量传递出去→声波能传递能量
2超声波可以用来清洗精密的机械；外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石。

典型例题
例1.小华将一只正在发声的音叉触及面颊有震感．这个实验是用来探究( )
A．声音产生的原因B．决定音调的因素C．声音能否在空气中传播D．声音传播是否需要时间
解析：把正在发声的音叉触及面颊有震感，说明发声的物体正在振动，说明了声音是由物体的振动产生的．
答案：A
例2.如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音．改变钢尺伸出桌边的长度，再次用力拨动，使钢尺两次
振动的幅度大致相同，听它发出声音的变化．这个实验用来探究( ) A．声音能否在固体中传播 B．响度与物体振幅的关系
C．音调与物体振动频率的关系D．音色与发声体的哪些因素有关
解析：题中所描述的实验是改变了伸出桌面的钢尺的长度，保持振幅大致相同，发声体长度越长，发声频率越低，音调越低，这是研究音调与物体振动频率的关系．因此选项C正确．本题考查了探究音调与频率的关系的实验，本题实验装置既可探究响度与振幅的关系，也可探究音调与物体振动频率的关系，关键是看改变的是长度(频率)还是用力的大小(振幅)．
答案：C
例3.城市里部分道路设计成如图，这种下凹道路在控制噪声方面的作用是( )
A．防止车辆产生噪声B．在声源处减弱噪声C．在人耳处减弱噪声D．在传播过程中减弱噪声
解析：车辆产生的噪声无法防止，只能通过其他途径控制或者减弱，如在排气管上安装消声器是从声源处减弱噪声；司机带上耳罩是从人耳处减弱噪声；题图中道路的设计是使噪声传播到竖直墙壁上被反射回来，减弱噪声对周围居民的影响，这是在传播过程中控制噪声的．
答案：D
例4.下列说法中，主要描述声音能够传递能量的是( )
A．探测海深 B．敲瓶底火焰摇动 C．回声定位 D．超声波探查
解析：声音可以传递信息，也可以传递能量．声音携带了物体的某些信息，可以根据声音对物体的某些情况做出准确判断．声音是由物体振动产生的，当声向外传播时实质就是将能量传递出去，所以声波能传递能量．A是利用回声测距离，C是回声定位，都是声波传递信息的应用，而“B超”是回声定位的应用．B选项中，火焰摇动说明其获得了能量，因此选B.
答案：B。