第二章《声现象》基础知识归纳总结

第二章《声现象》基础知识归纳总结
一、声音的产生与传播
1、声音是由物体的振动产生的。

一切发声的物体都在振动。

用手按住发音的音叉，发音就停止，该现象说明振动停止发声也停止。

发声的物体叫声源。

（1）、不振动的物体是不会发出声音的，振动一定发声，但发出的声音不一定能被听见，如超声波和次声波，我们就听不见。

（2）、振动停止，发声也停止，不能说成振动停止，声音也消失。

因为振动停止，只是不再发声，但是原来所发出的声音还继续存在并向外传播。

（3）、人说话，唱歌靠声带的振动发声，婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声，清脆的蟋蟀叫声靠翅膀摩擦的振动发声。

（4）、《黄河大合唱》歌词中的“风在吼、马在叫、黄河在咆哮”，这里的“吼”、“叫”“咆哮”的声源分别是空气、马、黄河水。

（5）、敲打桌子，听到声音，却看不见桌子的振动，你能想出什么办法来证明桌子的振动？
答：可在桌上撒些碎纸屑，这些纸屑在敲打桌子时会跳动。

2、声音的传播需要介质，真空不能传声。

在空气中，声音以看不见的声波来传播，声波到达人耳，引起鼓膜振动，人就听到声音。

①真空不能传声，月球上没有空气，所以登上月球的宇航员们即使相距很近也要靠无线电话交谈，因为无线电波在真空中也能传播，无线电波的传播速度是3×108 m/s。

②“风声、雨声、读书声，声声入耳”说明：气体、液体、固体都能发声，空气能传播声音。

3、声音在介质中的传播速度简称声速。

声速取决于介质的种类和介质的温度。

一般情况
下，v
固>v
液
>v
气。

声音在15℃空气中的传播速度是340m/s，在真空中的传播速度为0m/s。

即
真空不能传声。

☆有一段足够长的钢管里面盛有水，长为L，在一端敲一下，在另一端听到3次声音。

传播时间从短到长依次是：钢管、水、空气。

☆下列实验和实例，能说明声音的产生或传播条件的是（①②④）①在鼓面上放一些碎泡沫，敲鼓时可观察到碎泡沫不停的跳动。

②放在真空罩里的手机，当有来电时，只见指示灯闪烁，听不见铃声；③拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些一次慢些，比较两次不同；④锣发声时，用手按住锣锣声就停止。

4、回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。

如果回声到达人耳比原声晚0.1s以上，人耳能把回声跟原声区分开来，此时障碍物到听者的距离至少为17m。

在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮，原因是屋子空间比较小，造成回声到达人耳比原声晚不足0.1s 最终回声和原声混合在一起使原声加强。

利用：利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近，测量中要先知道声音在海水中的传播速度，测量方法是：测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t，
查出声音在介质中的传播速度v，则发声点距物体：
二、我们怎样听到声音
1、声音在耳朵里的传播途径: 外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，人就听到了声音.
2、耳聋:分为神经性耳聋和传导性耳聋.
3、骨传导:声音的传导不仅仅可以用耳朵，还可以经头骨、颌骨传到听觉神经，引起听觉。

这种声音的传导方式叫做骨传导。

一些失去听力的人可以用这种方法听到声音。

三、乐音及三个特征
1、音调：人感觉到的声音的高低。

声音清脆、尖细指音调高，声音粗犷、低沉指音调低。

用硬纸片在梳子齿上快划和慢划时可以发现：划的快音调高，用同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋时可以发现：橡皮筋振动快发声音调高。

综合两个实验现象你得到的共同结论是：音调跟发声体振动频率有关系，频率越高音调越高；频率越低音调越低。

物体在1s振动的次数叫频率，物体振动越快频率越高。

频率单位是赫兹，符号是Hz 。

2、弦乐器音调的高低取决于弦的粗细、长短和松紧，弦越细、越紧、越短，音调越高，
管乐器音调的高低取决于所含空气柱的长短、长空气柱的振动产生的音调低，短空气柱的振动产生的音调高。

练习：解释蜜蜂飞行能凭听觉发现，为什么蝴蝶飞行听不见？蜜蜂翅膀振动发声频率在人耳听觉范围内，蝴蝶振动频率不在听觉范围内。

3、响度：人耳感受到的声音的大小。

响度跟发生体的振幅和距发声距离的远近有关。

物体在振动时，偏离原来位置的最大距离叫振幅。

振幅越大响度越大。

增大响度的主要方法是：增大振幅，减小声音的发散。

可通过用力大小的不同改变声音的响度。

☆男低音歌手放声歌唱，女高音为他轻声伴唱：女高音音调高响度小，男低音音调低响度大。

☆敲鼓时，撒在鼓面上的纸屑会跳动，且鼓声越响跳动越高；将发声的音叉接触水面，能溅起水花，且音叉声音越响溅起水花越大；扬声器发声时纸盆会振动，且声音响振动越大。

根据上述现象可归纳出：
⑴声音是由物体的振动产生的
⑵响度的大小跟发声体的振幅有关。

4、音色：指声音的品质，由物体本身的材料和结构决定。

人们根据音色能够辨别乐器或区分人。

5、区分乐音三要素：
闻声知人——依据不同人的音色来判定；
高声大叫、引吭高歌、高声喧哗，——指响度；
高音歌唱家、这首歌调太高，我唱不上去——指音调。

四、声的利用
人耳能听到的声音频率范围：20HZ-20000HZ,低于20HZ的声叫次声波，高于20000HZ的声叫超声波，有些动物对超声反应灵敏，如蝙蝠、海豚等，有些对次声波反应灵敏，如大象、鲸等。

可以利用声来传播信息和传递能量
五、噪声的危害和控制
1、物理学角度看，噪声是指发声体做无规则的杂乱无章的振动发出的声音；环境保护的角度噪声是指妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。

2、人们用分贝（dB）来划分声音等级；听觉下限0dB；为保护听力应控制噪声不超过90dB；为保证工作学习，应控制噪声不超过70dB；为保证休息和睡眠应控制噪声不超过50dB。

3、减弱噪声的方法：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。

方法指导：1、转换法：在探究声音是怎样产生的实验中，借助轻小的物体将发声体的振动“放大”便于直接观察，这就是常说的“转换法”
2、理想化实验法探究声音的传播条件，在探究空气能传声的实验中，运用了理想化实验法。

3、类比法，类比水波学习声波的方法，是类比法。

1、雪崩是一种自然现象，是指大量的积雪从高处突然崩塌下落，这种现象常发生在山地。

雪崩现象的诱发因素有很多，可能是积雪堆积过厚，超过了坡面提供的摩擦力，可能是温暖干燥的风的吹拂，也可能是由于声音的震响等。

试解释声音为什么能引起雪崩的发生
答：因为声可以传递能量,强大的声波撞击到积雪,会引起积雪的振动，导致积雪脱落引起雪崩.
2.小英用水壶向暖水瓶中注开水，小明在一旁提醒她：“快满了”！说话间水真的满了。

小英奇怪的问：你怎么知道快满了？小明说：听出来的。

小英很迷惑。

你能帮小英弄清其中的奥秘吗？
答：向暖水瓶中注水时，水面上方的空气柱振动发声。

随着水位升高，空气柱的长度变短，振动频率变大，发出的声音的音调越高。

小明就是根据音调的高低判断水快满了的。

3.工人师傅检查机器运转情况时，常把一根金属棒的一端放在机器的各个部件上，把另一端靠近耳朵，用耳朵听。

这是为什么
答：机器运转过程中，机器的不同部分均要产生振动而发出不同的声音，这些声音通过空气传到耳朵时，混杂在一起无法分辨发声的具体部位及声音的细节。

而声音在金属棒中传播时能量损失小，故传声效果比空气好，机器的振动引起金属棒相同的振动，从而听到机器运转过程中所发出的不同的声音，工人就是根据机器工作时各部位振动发出的声音是否正常，判断机器的运转是否正常的.
4.你发现了吗？飞机的噪声在阴天和晴天听起来有很大的不同，晴天听起来轻快且短促，阴天听起来深沉、久远并清晰，你能从物理学的角度来解释这是为什么吗？
答：阴天的云层比晴天的厚，而且由于阴天的空气潮湿，含有大量的水蒸气，并且由于声音在水蒸气中的传播速度快，被云层吸收的声音少，这使得飞机的噪声在阴天听起来深沉、久远并清晰。

晴天云层稀薄、空气干燥、大部分声音被云层吸收，在空气中分散开来，所以声音在晴天听起来轻快且短促。

5.听录音机放出自己的录音，会觉得不像自己的声音，但听别人录下的声音，却很逼真。

这是为什么呢？
答：我们是从两个途径听到自己的声音，一个途径是声音通过空气传入鼓膜，引起听觉，另一个途径是声音直接从口腔内由头骨传到内耳，引起听觉的。

自己说话或唱歌时，通过骨传导听到声音；而播放自己的录音时，声音是通过空气传导的。

由于传声介质不同，由骨传导到内耳的声音包含了较多的低音成分，传播过程中声音的音色发生改变。

因此听到的自己的录音与自己真实的声音有较大的差异。

而听别人说话、唱歌和播放别人的录音时，声音都是通过空气传导的，因此听别人录音感觉很逼真。

6.噪声来源于杂乱无章的不规则振动，一切干扰人们休息、学习和工作的声音都是噪声，噪声对人类有百害而无一利，你认为这种说法对吗？
答：噪声也有可利用的地方。

噪声可以控制植物提前或推迟发芽来除草，利用人体发出的微弱噪声探测病灶，利用水下自然噪声显示海底情况等，使噪声也服务于人类。

7.为什么说，“MP3”的响度过大，会危害人的健康？
答：响度与振幅有关，还与发声体与耳朵的距离有关。

“MP3”的耳机，可谓离人耳最近，因此不大的振动即可产生很大的响度。

根据测试可超过110分贝，长期影响会引起听力下降。

因此我们今后用“MP3”，千万记住要选用适当的音量。

8.试说明为什么在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮？
答：因为屋子比较狭小，说话时产生的回声到达人耳和原声相比在0.1秒之内，人耳没有能力将回声与原声区分开，回声与原声混合在一起，结果使原声加强。

而在旷野说话时，不会产生回声现象。

因此在屋子里说话比在旷野里听起来格外的响亮。

9.人们在挑选瓷器时，总是要轻轻地敲敲听听，以此来判断瓷器的好坏.这是利用声音的哪个特性来分辨的？
答：因为瓷器一旦有了裂痕或痧眼，相当于瓷器的结构发生了变化，被敲击时发出的声音的音色会有变化；好的瓷器是一个统一的整体，被敲击时瓷器的各个部分的振动步调也会不一致，即振动频率会发生改变，从而导致声音的音调会变化。

人们就是通过声音的音色和音调的不同来判断瓷器的好坏的。

10.为什么雪后给人的感觉很寂静？
答：松软的雪有很多孔，当外界声音传入这些孔时要反射，由于孔内部大而口径小，声波只有少部分能通过微孔返回空气，大部分被吸收了
1.人站在两个平行峭壁间的山谷中放一枪，在0.3 s和0.7 s后听到前后两次回声，若当时声速为340 m/s。

求此山谷的宽度。

解：击掌后经0.3s听到一边山崖的回声,这边山崖到人单程声音所经历的时间为：
人到这边山崖的距离为：
s1=vt1=340m/s×0.15s=51m；
再经0.7s听到另一边山崖的回声，即人到另一边山崖的单程声音所用的时间为：
人到另一边山崖的距离为：
s2=vt2=340m/s×0.35s=119m，
则峡谷的宽度为：
s=s1+s2=51m+119m=170m
2、一辆汽车正以18米/秒的速度驶向高山崖壁，驾驶员鸣笛4秒钟后听到回声。

试问驾驶员开始鸣笛处到山崖壁的距离是多远？（声音在空气中的传播速度是340米/秒）。

【分析】驾驶员鸣笛后，声音传到山崖返回汽车时，汽车以18m/s的速度已经前行了4s，在这段时间内，声音和汽车行驶的路程之和是鸣笛时汽车与山崖距离的2倍，根据速度公式求解．
解：在t=4s的时间内，汽车行驶的距离：
s1=v1t=18/s×4=72m；
声音传播的距离：
s2=v2t=340m/s×4s=1360m，
设鸣笛处到大山崖壁的距离为s，
则：2s=s1+s2，
所以开始鸣笛处到大山崖壁的距离是716m．
3、为了测定声音在钢中的传播速度，取一长664米的钢轨，在其一端用铁锤沿钢轨方向敲击一下，在另一端听到两次声音．第一次响声是由钢轨传来的，第二次是由空气传来的，记录指出两次响声相隔的时间是1.87秒．如果当时声音在空气中的速度为332米／秒，求声音在钢轨中的传播速。