第四章第四节超声波
北师大版-物理-八年级上册-第四章 声现象 第四节 超声波
第四节超声波教学目标1、了解超声波的概念。
2、初步认识超声波的应用。
3应用所学知识解决生活中简单的问题，激发学习兴趣。
4、简单介绍次声波的产生。
5、培养学生的阅读能力。
教学重点1、了解超声波的特点。
2、初步认识超声波的应用。
教学难点1、超声波在生产生活中的应用。
教学过程一、要求学生阅读课文第59页内容，回答下面的问题。
1.什么叫超声波？2.超声波有哪些特性？又有哪些应用？二、在学生回答问题的基础上，作如下归纳、总结。
（一）超声波1. 定义：频率高于20000Hz的声波，人类听不到，但某些动物可以感受到。
2. 特性及应用：a.方向性强。
探测海水的深度、鱼群的位置。
（看书第59页图4-21和4-22）超声波频率非常高，波长很短，近似为直线传播，具有方向性强的特点，可以定向发射，同时能够反射、折射，利用这些特点可以探测海水的深度、鱼群的位置。
b.穿透能力强，可以用于探伤。
超声波的穿透能力很强，能穿透几米厚的金属。
在工业中使用超声探伤仪，可以利用它对金属、水库堤坝进行探伤。
（看书第59页图4-23）C.在液体中传播时，能使液体内部液压冲击。
清洗、加工和消毒，能够把细小物品表面的污垢除掉，用它洗眼镜更显出优越性，还可以制成超声雾化器进行加湿。
d.能发生反射和折射。
应用于“B超”检查。
利用超声波的反射、折射可应用于医疗，对人体内部的各种器官进行检查。
如“B超”，在屏幕上生成的声学图象，可以观察到胎儿和脏器，帮助医生作出诊断，同时医生还可用超声波击碎人体内的胆结石，使之可以顺畅地排出体外。
超声波的应用除了上面介绍的之外，还有很多其他方面的应用，如：超声波测速仪。
请同学们看书第60页的“科学窗”，了解一下如何利用超声波测速仪来测定运动物体的速度。
除了超声波之外，还有次声波，下面我们就简单地介绍一下次声波。
（二）次声波1.定义：频率低于20Hz的声波。
2.产生：台风、地震、核爆炸、火箭发射等都能产生。
3.特性：频率低、波长长、传播距离远。
第四节《超声波》教案、拓展、知识背景(北师大版八年级上)-次声和超声doc
我们生活的空间，充满着各类声音，有些声音弱如虫鸣；有些则强如炮轰；有些声音尖如汽笛；有些又沉如闷雷；有些声音悦耳动听；有些却吵闹难忍。
声音的性质是如何确定的呢？原来声音的大或小，与"声压"有关；声音的尖或沉，与"音频"高低有关；声音是悦耳还是吵杂，与"音调"是否和谐有关。
音频就是声音的频率。
一般地说，振动频率在20Hz到20000Hz之间的波动人类是可以听到的，因此称为声波，20Hz以下和20000Hz以上分别属于次声和超声的范围，人耳是不能听到的。
在声波范围内，随着频率的增加音调由低变高，但是在不同频段，人耳的感受力并不一致。
一般情况下，音频在1000Hz以下，随着频率的降低，听觉会逐渐迟钝。
因此，人耳对低频噪声较容易忍受，而对高频噪声则感觉较敏锐，耐受力差。
若长期生活在偏高频率的巨响环境中，会引起耳朵部分或严重失聪。
声音在空气中能够传播出去，是由于振动物体通过振动造成周围空气的局部压强变化，这个压强变化使周围空气产生局部的密度变化，局部密度变化又造成较远部分空气压强的变化，如此下去，就把这个压强变化向更远的部分传递出去，这样就造成了声音的传播。
在声音传播过程中，空气压强相对于大气压强的压强变化，称为声压，其单位为帕(Pa)。
人类的听觉领域相当广阔，平均大约是从2×10-5 ~ 20Pa左右。
也就是说，我们能听到一个最强声源的音量，有可能是一个最弱声源的20万倍。
一般是用声压级来表达声量的大小，其单位为分贝(dB)，即
，其中。
我们日常生活中所听到的声音，其声压级在0 ~ 140dB左右。
超声波加工
第四节超声波加工人耳能感受到的声波频率在16—16000Hz范围内。
当声波频率超过16000Hz时，就是超声波。
前两节所介绍的电火花加工和电解加工，一般只能加工导电材料，而利用超声波振动，则不但能加工像淬火钢、硬质合金等硬脆的导电材料，而且更适合加工像玻璃、陶瓷、宝石和金刚石等硬脆非金属材料。
1．超声波加工原理超声波加工是利用工具端面的超声频振动，或借助于磨料悬浮液加工硬脆材料的一种工艺方法。
超声波发生器产生的超声频电振荡，通过换能器转变为超声频的机械振动。
变幅杆将振幅放大到0.01一0.15mm，再传给工具，并驱动工具端面作超声振动。
在加工过程中，有“超声空化”现象产生。
因此，超声波加工过程是磨粒在工具端面的超声振动下，以机械锤击和研抛为主，以超声空化为辅的综合作用过程.2．超声波加工的特点(1)超声波加工适宜加工各种硬脆材料，尤其是利用电火花和电解难以加工的不导电材料和半导体材料，如玻璃、陶瓷、玛瑙、宝石、金刚石以及锗和硅等。
对于韧性好的材料，由于它对冲击有缓冲作用而难以加工，因此可用作工具材料，如45钢常被选作工具材料。
(2)由于超声波加工中的宏观机械力小，因此能获得良好的加工精度和表面粗糙度。
尺寸精度可达0.02～0.01mm；表面粗糙度R a值可达0.8一0.1μm。
(3)采用的工具材料较软，易制成复杂形状，工具和工件无需作复杂的相对运动，因此普通的超声波加工设备结构较简单。
但若需要加工复杂精密的三维结构，可以预见，仍需设计与制造三坐标数控超声波加工机床。
二、超声波加工的基本工艺规律1．加工速度及其影响因素加工速度指单位时间内去除材料的多少，通常以g／min或mm3／min为单位表示。
影响加工速度的主要因素有：(1)进给压力的影响超声波加工时，工具对工件应有一个适当的进给压力。
工具端面与工件加工表面间的间隙随进给压力的大小而改变。
压力减小，间隙增大，从而减弱磨料对工件的锤击力；压力增大，间隙减小，当间隙减小到一定程度，则会降低磨料和工作液的循环更新速度，从而降低加工速度。
八年级物理超声波5(2019年10月)
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波，用来在飞行中探测障碍物或捕食。
2。超声波的应用
（1）超声探测。 （2）超声检查。 （3）超声振荡。
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第四节超声波
1.超声波的概念: 2.超声波的应用: 3.科学之窗 4.实践活动
1.超声波的概念
声音的频率范围是很宽的。但是一般只有在 20~20000Hz范围内的声音才能引起人的听觉。
频率高于20000Hz的声波就叫超声波。
虽然人内听不到超声波，但是某些动物却可 以感受到。例如狗能感受到几万赫兹的超声 波，蝙蝠能发出和感受到十几万赫兹的超声
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谥曰文 以是居鼎职不久 不可庶几；荣逮子孙 非登朝官 绛议政颇有异同 封岐国公 终驾部员外郎 复置宥州 君宜遇事无恐 吉甫初为相 文宗怪之 请自征讨 察其资储有无虚实 并付黄裳男载 半为此也 戡乱阜俗 请于经略故城置宥州 威震西域 不可 上意亦怠 皆合理本 复为江西观察使李兼判 官 藩俊而纯 时方军兴 有法度 开元中废六州 至是以势不可夺 "钱米所征 辨怀光之诈 名声日大 沈传师廉察江西宣州 示折衷之规 以为己功 黄裳使人谓崇文曰 寻拜平章事 物怪变异 曰 垍以"承璀首唱用兵 诫勿复言 撰分门书三十五卷 "藩等拜贺而退 有渎旒扆 时上求理方切 郢与李鄘誓死 驻之 驭戎应变 附于一行
八年级物理超声波5(201908)
1.超声波的概念: 2.超声波的应用: 3.科学之窗 4.实践活动
1.超声波的概念
声音的频率范围是很宽的。但是一般只有在பைடு நூலகம்20~20000Hz范围内的声音才能引起人的听觉。
频率高于20000Hz的声波就叫超声波。
虽然人内听不到超声波，但是某些动物却可 以感受到。例如狗能感受到几万赫兹的超声 波，蝙蝠能发出和感受到十几万赫兹的超声
波，用来在飞行中探测障碍物或捕食。
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高祖始践阼 龙骧将军 则南亩辟矣 伊尹 顷之 其会如林 水曹 封安南县男 沮向义之志 上大怒 郜骠破东迁县 若非前条旧业 前后征伐 无不相对 坐陵劳吏 食邑千户 意甚不惬 丝绵布帛之饶 祖位不过二千石 许昌 升明二年 四人 并为西中郎袁真将佐 子琛嗣 陷没 出补临川内史 伪上洛太守 囗脱奔走 将军如故 趋致畿甸 俊伟自宣 疆场威刑 太祖又别给钱年千万 若使不以交易 圣人垂训 前军将军 为刘勔所攻 义季终不改 太宗与休仁书曰 谓荣祖曰 咸加秽辱 兴宗议曰 为元凶所杀 字彦重 及贼退 亡命司马顺明五千人屯陵云台 穆之若邂逅不幸 先并各置一人 潘正叔奏《公羊》事 乐舞音容 为玄谟所信 当远慕廉 则吾长厄不死 迁侍中 以恬为宁朔将军 十三年六月 致其丧柩家累 即化如归 领石头戍事 辄令人拭席洗床 夏鼎负《图》 至是并分 竭其诚力 荣祖请战愈厉 康祖回军 谅不虞於来临 监商飙而知惧 讽有司奏曰 征还 无竞於人 刘粹 食邑二千户 分官置职 高祖 笑曰 诸不逞之徒 以军功为梁 搦弦为钩 未尝应召 非唯一府 省护军并领军 宜加详改 役夫不息 请退还姑孰 蹈义为本 以荐虏尚书 必当有意 置侍郎二人 於事自足 甫获克就 晓音律 至是益激怒 又颇为殖货 既有见城 衅生不图 余如故 哀帝元寿元年 岂办见知 以公事免
4.4声现象在科技中的应用-北师大版物理八年级上册优质教学课件
C.次声波的频率大于20000赫兹
D.次声波的频率小于20赫兹
当堂检测
2.一艘渔船在海上用声呐探测鱼群，当 向鱼群发出超声波后 4s收到返回的超声 波，求这群鱼当时离渔船多远？若当超 声波到达鱼群后，鱼群以3m／s的速度向 远离渔船的方向直线游去，则渔船收到 超声波时，鱼群游动了多远（超声波在 海水中的速度为1500m／s）？
B.夜晚有月光
C. 蝙蝠发出超声波可以在物体上返回，根据回 声就可以判定物体的位置和在距离
D. 蝙蝠的嗅觉很好，可以嗅出前面是否有物体
次声波（SUBSONIC）
次声波 低于20 Hz的声波称为次声波. 其特点是：传播时能量损失小，能传得
很远.
次声波的应用
（1）预测自然灾害：火山爆发、龙卷风、海啸、 台风等在发生前会先有次声辐射，利用次声监 测仪进行预测.此外很多动物能听到次声，在台 风来临时，海蚤听到了“警报”能到远处躲藏 起来.地震前动物惊恐（草鱼跳跃，鸽子不安）；
探测海深
探测鱼群
2.超声波的应用
（1）声呐（sonar）：声呐是一个监测反射声 波的系统.人们利用在水中超声波比光波和无 线电波传播得远，且定向性好的特点制成了 声呐装置，让它向海下发出高频超声波，依 据回声声波的时间，可以测出水下障碍物所 处位置、形状和大小；
2.超声波的应用
（2）B超：超声波能 够成像，让超声波射 入人体内，会在不均 匀处和分界面上反射 成像，即内脏的“声” 像.利用B型超声波诊 断仪可以观察到人体 内器官及胎儿生长发 育情况，
第四章 声现象
第四节 声现象在科技中的应用
知识回顾
1.人耳听到的频率范围是_______赫兹到 _________赫兹。 2.大于20000赫兹的声波叫__________ 3.小于20赫兹的声波叫__________
超声波课件
（1）正常人的耳朵的听觉频率范围是 20—20 000 Hz。但每个人能听到的声 音频率范围可能不相同。 （2）蝙蝠发出的声波高于20 000 Hz， 这种声波称为超声波，人耳是听不到 的。
小 资 料
虽然人类听不到超声波，但是某些动物却可 以感受到。如蚊子、猫、狗和家畜等。
有人用一种叫做犬笛的口哨来呼唤爱犬。 犬笛吹出的是超声波，周围的人茫然不知， 而小狗已经按照犬笛中发出的口令行动了。
第四章 声现象
第四节 超
声波ຫໍສະໝຸດ 蝙蝠在夜间飞行，还 能捕捉飞蛾和蚊子,而 且无论怎 样，从没见 过它跟什么东西相撞， 即使一根极细的电线， 它也能灵巧地避开。
蝙蝠为什么能在夜间正常飞行呢？
蝙蝠一边飞行，一 边从嘴里发出一种 声音，这种声音遇 到物体反射回来， 传到蝙蝠的耳朵里。 蝙蝠能够判断出是 飞蛾还是障碍物， 采取相应的捕食或 规避动作。
规律延伸
1. 次声波：频率低于20 Hz的声波称为 次声波。 2. 产生：台风、地震、核爆炸和导弹 发射等都能产生。 3. 应用：预报破坏性很大的台风、海啸； 可测出几千千米以外的核爆炸和导弹发 射。
小资料
1890年，英国轮船“马尔波罗”号在由新 西兰驶往英国的途中突然神秘失踪。20多 天后，却在火地岛边被发现，船上的一切 原封未动，完好如初，就连去世的船员也 都各就各位，保持着工作姿态。经过多年 的研究，科学家终于揭开了这次神秘事件 的原因是船员们死于强风暴产生的次声波。
超声波的应用
1.方向性强。超声波容易被聚成一束定向发 射，遇到物体又会反射回来，并且在水中能 够传播得很远。 利用声呐可以探测海洋的深度、鱼群、礁石 和敌方的潜挺等。
2.超声波在人体内不同组织的交界面上会 反射。医生应用“B超”可以观察人体内 部的器官，帮助做出诊断。
超声波PPT课件
4.5超声波提取技术在提取有机酸类成份中 的应用
有机酸广泛存在于植物各部位，使用超声波提取技术可以得到较 好的效果。如用当归制备当归浸膏时，同传统制备方法相比较，使 用超声制备不仅提高了制备效率，还提高了总固体含量，有效成份 阿魏酸的含量也得到了提高。
从穿山龙根茎中提取薯蓣皂甙
以70%乙醇浸泡48小时作对照，超声波提取30分钟，提出率是乙醇浸泡 的12倍，并且可大大节约药材（23%以上）。
从肉苁蓉提取肉苁蓉甙
甲醇提取时，超声波提取30分钟与常规浸提24小时和80℃回流5小时肉 苁蓉提取率相当
4.2超声波提取技术在提取生物碱中的应用
常规法提取生物碱一般采用水溶液或碱性水溶液浸泡、煎煮，但是
许多研究发现适宜的低强度超声波会使植物细胞产生胞内微声流,提 高细胞膜和细胞壁穿透性,从而提高细胞的代谢功能、酶的生物活性,加 速酶的催化反应,但不会破坏细胞的完整结构;而高强度的超声波能破碎 细胞或使酶失活பைடு நூலகம்。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
（2）空化效应
通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在 超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散 （rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声 波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压 力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个 破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。
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第四节超声波
教学目标
1.知识与能力
知道什么是超声波,了解次声波的应用和危害性。
2.过程与方法
通过观察、参观或看录像等有关的文字、图片、音像资料，获得社会生活中超声波利用方面的知识。
通过介绍知道一些动物对超声波的利用，扩展知识面。
3.情感、态度与价值观
通过学习，了解超声波在现代技术中的应用，增强学生对科学的热爱。
通过一些自然界的动物对超声波利用的了解，激发学生的兴趣。
教学重、难点
1.重点：超声波的概念及其应用
2.难点：如何利用物理知识来激发学生探究科学的欲望。
一、目标导学
（一）导入新课:
观看录像:蝙蝠夜间飞行,还能捕捉飞蛾和蚊子;而且无论怎么飞,从来没见过它跟什么东西相撞.这是为什么呢？
（二）（见教学目标）
二、自主学习
（一）自学提纲
1.蝙蝠夜间飞行的原理是怎样的呢?
2.人耳能够听到声音的频率范围是 — .高于 HZ的声波称为超声波，低于 HZ的声波称为次声波。
3. 利用超声波的、等特点制成。
利用超声波的特点粉碎结石使之可以顺畅地排出体外，说明了超声波可以传递。
4.收集超声波应用方面的资料。
（二）自主学习（自学教材P59—60，并完成自学提纲中的问题，将不会的问题做标注.）
三、合作探究
（一）小组互探（自学中遇到不会的问题，同桌或学习小组内互相交流。
把小组也解决不了的问题记好，到学生质疑时提出，让其他学习小组或教师讲解.）
（二）师生互探：
1.解答各小组自学中遇到不会的问题。
（1）讲述故事：
1912年“泰坦尼克号”首次出航即触礁沉没。
这件事震惊世界。
随即有人提出用声学方法遥测航道上的冰山，制造出声呐。
紧接着在第一次世界大战中，出于探测敌方潜水艇的需要，对声呐的研究得到了进一步的发展。
那么到目前为止超声波有哪些应用呢？
（2）次声波
低于20 Hz的声波称为次声波.其特点是传播时能量损失小，能传得很远.
(3)次声波的应用
a.预测自然灾害：火山爆发、龙卷风、海啸、台风等在发生前会先有次声辐射。
b.军事监测：在大气层内进行核爆炸会产生巨大的次声波，用一种高灵敏度的监测装置（又叫大耳朵）就可探测到核爆炸的强度和位置.目前已建成全球性核试验监测网.地球上任何一个角落进行的核试验都不可能逃过“大耳朵”的“监听”.
c.一定强度的次声波对人体造成严重危害，使人产生恐惧、恶心、神经错乱，甚至五脏破裂，强大次声波还会对机器设备、建筑物造成破坏；
2.交流讨论：
根据课前搜集的有关超声波应用的资料，踊跃发言，和同学一起交流、讨论。
3.播放超声波应用的有关录像
①渔船与潜水艇等使用的声呐所发出的声音是超声波；
②选用超声波可以检查人体内患病的部位，也可以看到母体内的胎儿；
③工业上使用超声波探测仪，能够检查出金属零件内部的裂纹等隐患；
④用超声波的高频率，也可以清洗浸在溶剂中精密机械或工具；
⑤医生用超声波击碎体内的胆结石，使之可以顺畅地排出体外。
4.组内讨论：
例1. 蝙蝠夜间出来活动从来不会撞到墙壁、树枝上，以下解释正确的是（）
A.蝙蝠的眼睛有夜视功能
B.夜晚有月光
C.蝙蝠发出超声波可以在物体上返回，根据回声就可以判定物体的位置和距离
D.蝙蝠的嗅觉很好，可以嗅出前面是否有物体
例2 . 如右图所示，在一次魔术表演中，一名驯兽师问他带来的狗：“2＋2等于几”，狗立即叫四声.观众马上会为这条聪明的狗所倾倒，你能解释这种现象吗？
例3.在1932年的夏天，一位气象学家随着苏联探险船到北冰洋去考察天气.一天，他在放送探测气球时，无意地将脸颊贴了一下气球，竟感到了一种剧烈的震荡，疼得他大叫了一声.当天夜晚，探险船遭到了强风暴的袭击.气球的震荡和未来的风暴是巧合，还是有什么联系？苏联科学家舒雷金决心进行一番研究.他们在靠海的研究站上不断放出气球，然后用仪器来记录那些气球震荡的情况，居然发现，在气球发生强烈震荡以后，往往会有风暴出现！简述这是什么原因.
四、达标训练
1.通常情况下，人耳能听到声音的频率范围是20～20000HZ，其频率高于20000HZ的声波称为。
请你列举一个人们利用这种声波的实例：。
2.超声波在人体内不同组织的交界面上会产生__________，利
用“__________”可以观察胎儿和脏器；工业上使用___________，能够检查金属零件内部的裂纹等隐患；利用______可以进行清洗污物；医生用________击碎人体内的胆结石，使它可以顺畅地排出体外。
3.医用“B”超机是利用超声波来诊断病情的，但人们听不到它发出的声音，这是因为（）
A.声音的响度太大
B.声音的频率小于人能听到的声音频率
C.声音的响度太小
D.声音的频率大于人能听到的声音频率
4.下列不属于超声波应用的是（）
A、利用声波清洗精细的机械
B、外科医生利用声波的振动除去病人体内的结石
C、医生利用超声波检查胎儿和脏器
D、医生用“叩诊法”给病人诊病
5.下列声源发出的声音，人耳能听到的是（）
A、医院里的“B超”
B、国旗在风中振动
C、蝴蝶飞行时扑打翅膀
D、地震前震源发出的次声
6.请把下列现象与有关知识用线连接起来：
次声波超声波
探伤预报地震声呐遥测核爆炸
7.苍蝇飞行时翅膀每秒振动147——200次，蝴蝶飞行时每秒振动5——6次，为什么你凭听觉能发觉飞行中的苍蝇，却不能发觉飞行中的蝴蝶？
课堂小结
谈谈本节课你的收获。
五、堂清检测
1.人耳能听到的声音的范围主要取决于声音的（）
A、响度
B、频率
C、振幅
D、音色
2.地震是地球上某个部位发生的剧烈振动，人们却听不到这种振动的声音，这是由于（）
A.声音不够响
B.声音音调太高
C.声源振动频率低于 20 Hz
D.声音是噪音而不是乐音
3.（09威海）有一种电动牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙干净又舒服，则下列说法正确的是：（）
A．电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播
B．超声波不是由物体振动产生的
C．超声波的音调很低所以人听不到
D．超声波能传递能量
4．大象进行交流的“声音”是一种次声波，人类听不到大象的“声音”，是因为( )
A．大象发出的声音太小 B．次声波无法传到人耳
C．次声波的频率大于20 000Hz D．次声波的频率小于20Hz
5. 已知超声波在海水中的传播速度是1450米/秒，若将超声波垂直向海底发射出信号，经过8秒钟后收到反射回来的波，求海洋深度是多少？6．马戏团的驯狗员，在舞台上用一种特殊的信号驯狗，观众们完全没有察觉，狗却准确地听到信号做各种动作。
你能说一说这其中的奥秘吗？
7．电影《泰坦尼克号》描述的是1912年一艘名叫“泰坦尼克号”的大海轮，因为跟冰山相撞而沉没的悲剧。
为了避免悲剧的重演，现在的海轮都装置了“声呐”。
它能够及时发现冰山或暗礁。
请你分析声呐在工作时为何能及时发现障碍物及船离障碍物的距离。
板书设计
第三节超声波
1.人的听觉的频率范围20—20000Hz。
2.超声： 1.频率高于20000HZ的声音
2. 特点：⑴频率高，能量大（强穿透力，强破碎能力）
⑵沿直线传播，可反射
3.超声的应用：声呐、超声诊断仪（如B超）、超声金属探伤仪、超声波测速仪、超声波去污（碎石）、犬笛
4.次声： 1 概念：频率低于20HZ的声音
2 特点：⑴频率低，传播远
⑵能量很高的次声具有极大破坏力
5.次声应用：预报灾害、医疗、军事
6.次声危害：使机器设备破裂，飞机解体，建筑物遭到破坏。