物理实验声音定位的原理
听力实验报告物理实验
实验名称：双耳效应与声源定位实验实验目的：1. 了解双耳效应的基本原理。
2. 掌握声源定位的方法和技巧。
3. 分析双耳效应在声源定位中的作用。
实验时间：2021年X月X日实验地点：实验室实验器材：1. 音频播放器2. 音频信号发生器3. 耳机4. 双耳效应实验装置5. 记录本实验原理：双耳效应是指人类在听觉过程中，利用双耳之间的时间差、强度差和相位差等特性，对声源进行定位的一种生理现象。
实验过程中，通过改变声源的位置和方向，观察受试者的听觉反应，分析双耳效应在声源定位中的作用。
实验步骤：1. 实验准备：将实验装置连接好，确保音频播放器、音频信号发生器和耳机等设备正常工作。
2. 实验分组：将受试者分为若干组，每组3人，分别为A、B、C三个受试者。
3. 实验过程：a. 首先让A、B两个受试者佩戴耳机，C受试者不佩戴耳机，音频播放器播放固定频率的纯音，观察A、B两个受试者对声源位置的判断。
b. 然后将音频播放器的位置向左或向右移动一定距离，重复步骤a，观察A、B 两个受试者对声源位置的判断。
c. 最后让A、C两个受试者佩戴耳机，B受试者不佩戴耳机，重复步骤a、b，观察A、C两个受试者对声源位置的判断。
4. 实验记录：将受试者的听觉反应记录在实验记录本上。
实验结果与分析：1. 在实验过程中，受试者对声源位置的判断基本准确，说明双耳效应在声源定位中起到了重要作用。
2. 当音频播放器向左或向右移动时，A、B两个受试者对声源位置的判断出现偏差，说明声源位置的变化对双耳效应产生了影响。
3. 当A、C两个受试者佩戴耳机时，受试者对声源位置的判断依然准确，说明双耳效应在声源定位中的作用不受受试者个体差异的影响。
结论：1. 双耳效应在声源定位中起到了重要作用，人类通过双耳之间的时间差、强度差和相位差等特性，对声源进行定位。
2. 声源位置的变化对双耳效应产生了影响，从而影响了受试者对声源位置的判断。
3. 双耳效应在声源定位中的作用不受受试者个体差异的影响。
苏科版物理八年级上册第5课时人耳听不到的声音
第5课时人耳听不到的声音【课前导学】1．声音是由于物体的_________而发生的，发声体振动的频率越大，发出声音的_________越高．但并非所有振动物体产生的声音都能被人听到，因为人耳能听到声音的频率范围通常为20—20000Hz．2．人耳听不见的声音包括波和波．波可以传很远，容易绕过障碍物而且无孔不入；波可以用来清洗和焊接物体．3．西方人用一种叫做犬笛的口哨来呼唤爱犬．犬笛吹出的是频率为25 000Hz的声音，周围的行人茫然无所知，而小狗已经按照犬笛中传出的口令行动了是因为小狗能听到_________．4．下列事例中，属于次声波的应用的是（）A．声呐测定海底深度B．预报台风、监测核爆炸C．蝙蝠确定目标的方向和距离D．海豚判断物体的位置和大小5．昆虫飞行时翅膀都要振动,蝴蝶每秒振动5～6次,蜜蜂每秒振动300～400次,当它们都从你身后飞过时,凭你的听觉（）A．能感到蝴蝶从身后飞过B．能感到蜜蜂从身后飞过C．都能感到它们从身后飞过D．都不能感到它们从身后飞过【随堂检测】1．蝙蝠通常在夜间活动，并且能准确地判断方向，是因为它们在飞行时会发出，这些声波碰到障碍物会回来，根据其到来的方位和时间，蝙蝠就可以确定目标的位置和方向了．人们把这种定位的方法叫做，科学家根据这种原理发明了用来等．2．利用超声波速度测定器可以测出高速运动的网球的速度，该仪器是利用超声波的______效应而实现的．由此_______（填“能”或者“不能”）推测此装置可以探测出高速公路上违章超速的汽车速度．3．关于超声波的说法中正确的是（）A．超声波能获得较集中的能量，可以进行超声清洗B．超声波的穿透能力比较好，可以穿透任何物体C．超声波能够成像，人耳能直接听到超声波D．超声波缺乏方向性，且不稳定4．下列距离不能用声波来测量的是（）A．海的深度B．相距很远的两高山之间的距离C．地球到月球之间的距离D．很长的钢管的长度5．下列说法中不正确的是（）A．利用强超声波对钢铁、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切割B．在建筑方面，设计、建造大厅堂时，必须把回声现象作为重要因素加以考虑C．在石油勘探时常采用人工地震的方法，即在地面上埋好炸药包，放上一个探头，把炸药引爆，探头就可以接收到地下不同层间界面反射回来的声波，从而探测出地下油矿D．利用超声波能够预测地震、侦察台风和大气中的核爆炸6．下列现象不属于利用超声波的是（）A．蝙蝠飞行时的定向B．医生利用“B”超给病人检查C．利用声波清洗精细的零件D．优美的小提琴演奏声7．科学家在对蝙蝠的研究中，曾经用黑布将蝙蝠的双眼蒙上，发现蝙蝠也可以很正常地飞行，没有受到一点影响，这是因为（）A．蝙蝠在飞行时会发出超声波，穿透黑布，清楚地看到黑布外面的目标B．蝙蝠在飞行时会发出次声波，根据回声定位原理来飞行C．蝙蝠在飞行时会发出超声波，根据回声定位原理来飞行D．黑布太薄会透光，蝙蝠可以很清楚地看到黑布外面的目标8．由于人类还不能准确地预测地震，因此地震发生时常导致很多人在灾害中丧生．但一些小动物对地震的预警却比人类要好的多，其原因是小动物（）A．能听到声波的频率较高B．能听到地震中的次声波C．能听到地震中的超声波D．能听到响度很小的声音9．蝴蝶在飞行时不停地扇动翅膀，我们听不到蝴蝶飞行的声音，这是因为（）A．蝴蝶在飞行时翅膀产生的是超声波B．蝴蝶在飞行时翅膀不产生声波C．蝴蝶在飞行时翅膀产生的是次声波D．蝴蝶在飞行时翅膀产生的是声波，但声音太小【拓展训练】1．一艘国际商船在“火地岛”，发现了多年前神谜失踪的“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“死亡谜”．原来都死于风暴所产生的．2．一个声源2min内振动了720次，它的频率为是___________Hz，人耳___________（能/不能）听到该声音；小明同学练声时，发出声音的频率是200Hz，则他的声带每秒钟振动___________次．3．关于超声和次声，下列说法正确的是（）A．超声就是速度超过340m/s的声音[BB．超声在水中比空气中传得快，传得远C．次声就是没有传声介质，使人听不到的声音D．超声可以越过一定厚度的真空先前传播4．以下利用了超声波的发射来获取信息的是A．大象的“声音”交流B．蝙蝠的“回声”定位C．外科医生对结石病人的“超声”排石D．站在天坛中央说话，会感到声音特别洪亮5．在地震或火山爆发之前，人通常没有任何感觉，而狗、猫等动物有反常行为，这是什么原因？利用这些行为对我们有什么用？6．由实验探究知，声音是由物体的振动产生的，因此小明同学说，只要物体振动，就一定能听到声音．这种说法对吗？请举例说明．第5课时人耳听不到的声音参考答案【课前导学】1．振动音调2．超声次声3．超声4．B 5．B【随堂检测】1．超声波反射回声定位声呐测量距离2．多普勒能3．A 4．C 5．D 6．D 7．C 8．B 9．C【拓展训练】1．次声波2．12 不能200 3．B 4．B5．因为猫、狗等小动物能够听到人耳听不到的这些灾难发生时产生的次声波．我们可能利用这些动物在灾难发生前的异常表现提前判断灾难的发生，减少生命及财产损失．6．这种说法不对．因为一方面，当发声体振动的频率低于或高于一定的范围时，就成了人耳听不到的声音．另一方面，即使是可听声，人耳听到也还需要满足一定的条件：距离合适，有传播声音的介质，人耳没有毛病等等．。
大学物理实验报告声速的测量
⼤学物理实验报告声速的测量实验报告声速的测量【实验⽬的】1.学会⽤共振⼲涉法、相位⽐较法以及时差法测量介质中的声速2.学会⽤逐差法进⾏数据处理；3.了解声速与介质参数的关系。
【实验原理】由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。
在超声波段进⾏声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。
超声波的发射和接收⼀般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常见的⽅法是利⽤压电效应和磁致伸缩效应来实现的。
本实验采⽤的是压电陶瓷制成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。
声波的传播速度与其频率和波长的关系为：v f λ=? (1) 由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。
同样，传播速度亦可⽤ /v L t = (2) 表⽰，若测得声波传播所经过的距离L 和传播时间t ，也可获得声速。
1. 共振⼲涉法实验装置如图1所⽰，图中和为压电晶体换能器，作为声波源，它被低频信号发⽣器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发⽣受迫振动，并向空⽓中定向发出以近似的平⾯声波；为超声波接收器，声波传⾄它的接收⾯上时，再被反射。
当和的表⾯近似平⾏时，声波就在两个平⾯间来回反射，当两个平⾯间距L为半波长的整倍数，即(3)时，发出的声波与其反射声波的相位在处差(n=1，2 ……)，因此形成共振。
因为接收器的表⾯振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。
本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增⼤。
从⽰波器上观察到的电信号幅值也是极⼤值(参见图2)。
图中各极⼤之间的距离均为，由于散射和其他损耗，各级⼤致幅值随距离增⼤⽽逐渐减⼩。
我们只要测出各极⼤值对应的接收器的位置，就可测出波长。
由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。
2.相位⽐较法波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。
沿波传播⽅向的任何两点同相位时，这两点间的距离就是波长的整数倍。
仿生学 之 回声定位
自然界中回声定位的应用
意大利科学家斯帕拉捷 以及 他著名的 “斯帕拉捷的蝙蝠实验”
自然界中回声定位的应用
1793年夏季的一个夜晚，意大利科学家斯帕拉捷 走出家门，放飞了关在笼子里做实验用的几只蝙蝠。 只见蝙蝠们抖动着带有薄膜的肢翼，轻盈地飞向夜空， 并发出自由自在的“吱吱”叫声..斯帕拉捷见状，感 到百思不得其解，因为在放飞蝙蝠之前，他已用小针 刺瞎了蝙蝠的双眼，瞎了眼的蝙蝠怎么能如此敏捷地 飞翔呢？
在进行这项实验之前，斯帕拉捷一直认为：蝙蝠 之所以能在夜空中自由自在地飞翔，能在非常黑暗的 条件下灵巧地躲过各种障碍物去捕捉飞虫，一定是由 于长了一双非常敏锐的眼睛。他之所以要刺瞎蝙蝠的 双眼，正是想证明这一点。事实却完全出乎他的意料 之外。
自然界中回声定位的应用
意外的情况更激发了他的好奇心。“不用眼睛， 那蝙蝠又是依靠什么来辨别障碍物，捕捉食物的呢？” 于是，他又把蝙蝠的鼻子堵住，放了出去，结果，蝙 蝠还是照样飞得轻松自如。“奥秘会不会在翅膀上 呢？”斯帕拉捷这次在蝙蝠的翅膀上涂了一层油漆。 然而，这也蝙蝠手杖”的装置上 的声波导航仪
回声定位的应用 现代的无线电定位器—雷达
雷达早于发现蝙蝠的回声定位发明出来， 人们发现两者原理相像,所以习惯上称其原理来 自蝙蝠的回声定位。随着蝙蝠回声定位系统的 深入研究和应用，科学家通过模仿蝙蝠按照目 标情况随时调整脉冲参数和调整方向的探测方 法，提高了雷达的灵敏度和抗干扰能力。
自然的创举能否为我们所用呢？
回声定位的应用
回声定位在日常生活中的应用 回声定位在军事上的应用 回声定位在医学上的应用
回声定位的应用
英国科学家制造了称为“蝙蝠手 杖”的装置，这个手杖每秒钟能发 射6万个人耳听不到的超声波脉冲， 帮助使用者探测他们前方、周围甚 至上方至少3米以外的障碍物。任何 物体反射回来的声波都能被这个装 置接收并转换成人手能感知的轻微 振动，通过安装在拐杖塑料手柄上 的4个小衬垫传递给使用者，障碍物 越近，振动的频率越快，从而帮助 存在视力缺陷的人士避开台阶或低 洼的地面。
物理实验探究声音的频率
物理实验探究声音的频率引言：声音是人类日常生活中不可或缺的一部分。
无论是语言交流、音乐欣赏还是环境感知，声音都扮演着重要的角色。
而声音的频率则是决定声音高低音调的重要参数。
本文将通过实验探究声音的频率，并回答一些与声音频率相关的问题。
一、实验目的：本实验旨在通过简单的装置和测量方法，探究声音的频率与不同条件（如不同频率的声源和不同材质的振膜等）之间的关系。
二、实验原理：1. 声音的频率：声音是由物体的振动引起的，当物体振动频率较高时，人耳感觉到的声音就较高，即频率较大。
声音频率的单位为赫兹（Hz），1 Hz 等于每秒1个周期。
人耳能够感知到的声音频率范围在20 Hz到20,000 Hz之间。
2. 音叉实验：音叉是一种常用的用来调音和检测声音频率的演示工具。
通过激励音叉振动，我们可以测量其声音的频率。
三、实验材料与方法：1. 材料：- 音叉集合- 皮擦、玻璃膜等材质的振膜- 直尺- 计时器- 纸和铅笔2. 实验步骤：（1）准备一组音叉，并标记出其相应的频率；（2）选取一个音叉，并使用皮擦激励其振动；（3）将振膜放置在音叉旁边，以便感受到声音；（4）使用直尺测量振膜和音叉的距离；（5）在振膜上标记出不同声音频率下的振动周期；（6）使用计时器测量音叉的振动周期，并记录数据；（7）重复以上实验步骤，使用不同频率的音叉和材质的振膜来进行实验。
四、实验结果与分析：1. 音叉频率与振动周期的关系：通过多次测量不同频率的音叉的振动周期，我们可以得到相关数据。
将周期的倒数与音叉所标记的频率进行比较，可以得出音叉频率与振动周期的反比例关系，即频率越高，振动周期越短。
2. 振膜材质对声音频率的影响：根据实验步骤中的变量，我们可以使用不同材质的振膜进行实验，并记录下相应的声音频率。
通过比较不同材质振膜下的声音频率，我们可以看出不同材质对声音频率的影响。
3. 实验误差与改进：在实验过程中，我们需要注意减小实验误差的影响。
八年级物理-第二章-声现象教案
实验：将钢尺按在桌面上，伸出长度1/3，1/2，2/3，拨动钢尺，听声音有什么不同（注意使钢尺振动幅度相同）
频率：是物体每秒内振动的次数；频率是描述物体振动的快
慢物理量；频率的单位是赫兹（Hz）；频率决定音调，频率越高音调越高。
超声波：人们把高于20000Hz的声叫超声波
次声波：把低于20Hz的声叫次声波
八年级物理 第二章 声现象教案
课 题
§2.1声音的产生与传播
课 时
1课时
课 型
新授课
教学目标
1.通过观察和实验，体会实验过程，全体学生准确叙述声音产生和传播条件
2.通过观察音叉敲击和鼓面振动等具体的实验，知道声音是由物体振动产生；
3.通过观察真空铃声实验，认识到声音传播需要一定的介质（条件），即真空不能传声，并初步认识到声音在固体、液体和气体中传播速度一般不同。
主 备 内 容
个 性修 改
一、创设情境，导入新课。
播放视频“各种声音”
根据学习目标提出问题。
教师预设的问题：
1.声音是如何产生的？什么是声源？
2.声音是怎样传播的？什么是介质？以什么形式传播？
3.什么是声速？大小与什么因素有关？
4.我们是怎样听到声音的？什么是骨传导？
出示自探提示，组织学生自探
自探提示：
基础性练习题
1.“震耳欲聋”反映了声音的很大。
2.在伸手不见五指的黑夜，你仍能分辨出熟人的说话声，是因为每个人的不同。
3.女同学说话的声音通常比男同学“尖细”，是指女同学声音的高，这是因为女同学说话时声带振动比较的缘故。
4.人耳的听频范围是。
拓展提高练习题
1.小明的二胡断了一根细琴弦，他用一根粗弦代替后，则发出的声音的音调将（ ）
神奇的声音初中二年级物理声学实验教案
神奇的声音初中二年级物理声学实验教案实验目的：通过实验，让学生了解声音的产生、传播和特性，并培养学生的观察能力和实验操作能力。
实验原理：声音是由物体振动产生的，通过空气介质的传播而到达人耳。
声音的传播需要介质，比如空气、水等。
声音传播的速度与介质的密度有关，密度越小，声音的传播速度越快。
实验器材：吹管、玻璃杯、水、钥匙、木槌、手机。
实验步骤：1. 实验前准备：将一杯水倒满，将钥匙放在玻璃杯的边缘。
2. 实验一：用木槌敲击吹管的一端，观察声音的产生和传播。
实验结果：当木槌敲击吹管时，可以听到清脆的声音，声音沿着吹管传播。
实验分析：声音是由木槌振动产生的，通过吹管的空气传播而到达耳朵。
声音的传播过程中，空气分子振动，使周围的空气分子也振动，形成声波，从而传播出去。
实验二：用吹管吹在水中的玻璃杯边缘上，观察声音的传播。
实验结果：当吹管吹在玻璃杯边缘时，可以听到清脆的声音，声音通过水传播到玻璃杯中。
实验分析：声音是由吹管吹出的气流振动产生的，气流通过水的传播使玻璃杯产生共鸣现象，形成声音。
实验三：将手机放在吹管的一端，播放音乐，观察声音的传播。
实验结果：当手机播放音乐时，可以听到音乐清晰地传播出来。
实验分析：手机播放音乐时，产生的声音经由吹管的空气传播到耳朵，通过声音的振动，使得周围的空气分子振动，形成声波，从而传播出去。
实验总结：通过以上实验，我们可以发现声音是由振动产生的，通过介质的传播而到达耳朵。
声音的传播速度与介质的密度有关，密度越小，声音的传播速度越快。
通过这些实验，我们加深了对声音的理解，并培养了观察能力和实验操作能力。
延伸拓展：可以进一步探究声音在不同介质中传播的差异，比如声音在空气、水、固体等介质中的传播速度是否一样？此外，还可以讨论声音对人体的影响，比如声音的大小对听觉的影响，高音和低音对听觉的差异等。
大学物理实验——声速测量(2013)讲解
四、数据处理
1.逐差法计算波长，得到超声波传播速度。
2.计算超声波在空气中传播速度的公认值v公认 ，求出两种测
量方法得到的v的相对误差E
v公认 331.45 T / T0
3.计算不确定度
E v测量 v公认 100% v测量
uλ u2A uB2 , uB Δ仪/ 3 0.02mm/ 3, uA Sλ
沿传播方向上的任何两点，其振动状态相同(同相: 相位差为0)或者说其相位差为2π的整数倍时两点间的距 离应等于波长λ的整数倍，即
相位延迟量与传播的距离有：
2 L
物理与电子科学学院
如果将发射端和接收端输出的电信号分别分别输入到示波 器，显示出李萨如图形。移动S2的过程中，图形从斜率为正的 直线变为椭圆再变到斜率为负的直线。相位差相差π，S2移动 的距离为λ/2，由此也可计算出波长。
vf
信号发生器 驻波法和行波法
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1、共振干涉法——驻波法
驻波：具有相同频率、相同振幅和相同振动方向的两 列波在同一直线上沿相反方向传播时叠加形成的波。 相邻两波节或两波腹间的距离就是半个波长。
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超声发生器S1发出的声波，经空气传播到接收器S2，S2在接 收声波信号的同时反射部分声波信号。如果S2与S1严格平行，
３.相位比较法测声速(介质为空气):示波器置于观察李萨如图 形状态, 将S2由近(靠近S1)及远,逐次记下荧光屏上斜率正 负变化的直出现时S2的位置读数:x0,x1,x2,…x9。
４.时差法测声速（固体介质） 选取三种长度的铜棒或有机玻璃棒。（扩展内容，选做）
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注意事项 1.共振干涉法测量声速时，应尽量在最大 值位置处测量； 2.注意避免声速测定仪的回程差。
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物理实验声音定位的原理
声音定位是通过测量声音到达不同位置的时间差来确定声源的位置。
在物理实验中，常用的声音定位方法有三角定位法和时间差定位法。
三角定位法是通过测量声音到达不同位置的角度差来确定声源的位置。
这种方法利用了声音在空气中传播的特性，即声音在传播过程中会发生折射和反射。
当声源发出声音时，声波会以球面波的形式向四面八方传播，当声波遇到障碍物时，会发生折射和反射，从而改变声波的传播方向。
通过测量声音到达不同位置的角度差，可以计算出声源的位置。
在三角定位法中，通常需要使用至少三个接收器来测量声音到达不同位置的角度差。
这些接收器可以是麦克风或其他声音传感器。
当声源发出声音时，接收器会接收到声波，并记录下声音到达的时间。
通过比较不同接收器接收到声音的时间差，可以计算出声音到达不同位置的角度差。
根据声音传播的特性，可以利用三角函数关系计算出声源的位置。
时间差定位法是通过测量声音到达不同位置的时间差来确定声源的位置。
这种方法利用了声音在空气中传播的速度是已知的特性。
声音在空气中的传播速度约为343米/秒。
当声源发出声音时，声波会以球面波的形式向四面八方传播，当声波到达不同位置时，会有不同的传播时间。
通过测量声音到达不同位置的时间差，可以计算出声源的位置。
在时间差定位法中，通常需要使用至少两个接收器来测量声音到达不同位置的时间差。
这些接收器可以是麦克风或其他声音传感器。
当声源发出声音时，接收器会接收到声波，并记录下声音到达的时间。
通过比较不同接收器接收到声音的时间差，可以计算出声音到达不同位置的时间差。
根据声音在空气中的传播速度，可以利用速度等于距离除以时间的关系计算出声源的位置。
在实际的声音定位实验中，还需要考虑一些误差因素。
例如，声音在传播过程中会受到空气湿度、温度和压力等因素的影响，这些因素会影响声音的传播速度。
此外，声音在传播过程中还会受到衍射、干扰和多次反射等影响，这些因素会导致声音的传播路径发生变化，从而影响声音定位的准确性。
总结起来，声音定位的原理是通过测量声音到达不同位置的时间差或角度差来确定声源的位置。
三角定位法利用声音的折射和反射特性，通过测量角度差计算声源位置；时间差定位法利用声音在空气中的传播速度，通过测量时间差计算声源位置。
在实际应用中，还需要考虑误差因素对声音定位的影响。