声与现代科技

(2)金属探伤
超声波能透过几米厚的金属，利用超声波的 穿透与反射特性制成的超声探伤仪． 可用来探查 金属内部的裂纹、气泡等缺陷． (3)B超体检
医院里的B超检查，就是让一束超声波射入 人体，在体内的超声波会在不均匀处和分界面— 上反射成像，这个像就是内脏的“声”像，医生 会根据图像看出肝脏是否肿大，胆囊有没有结石， 胎儿在腹内是否正常发育等．
速，小气泡急剧产生又急剧破裂。就像许多小刷子。
不断地冲刷着精密复杂的零件的各个角落，把零件上
的污垢瞬间敲击下来而不损伤被清洗的零件．
(5)超声波治疗人体内结石 由于生活习惯或生理病变等原因，人体内脏器官 中会产生结石，给病人带来痛苦，严重时会影响休息 和工作用手术取出结石不仅风险大、费用高，还给病 人带来难免的痛苦．外科医生可以利用超声波除去人 体结石，避免手术治疗．医生用B超准确地将结石定 位，再用高能、高频、方向性极强的超声波对准结石 点射．把可恶的结石击成碎片，甚至细小的粉末，在 药物的疏导下顺畅地排出体外． (6)超声波空气加湿 北方的冬天较为寒冷，室内空气干燥，对人体健 康有影响．可以用超声波给空气加湿．将超声波通入 水中，利用超声波的能量将水击碎，形成水雾．用小 风扇吹到室内，混合到干燥的空气中．
答案：人、动物的各个器官都有自己的固有频率，人 体的内脏频率在10Hz以下，属于人耳听不见的次声，如果 次声波与人的某个器官的固有频率相同，会引起共振。因 此，次声对人的心脏、听觉、视力、语言会产生影响，强 大的次声波会导致人的死亡.
【例4】根据图所示的三幅图，说明超声波
在生产和生活方面有什么应用.
二、次声本领大
次声波：频率低于20Hz的声波.
次声波的特点：频率低，能量衰减极
小，穿透力强，没有什么障碍物能阻挡它，
因此次声波传播的距离很远.
次声波的应用
(1)监测核爆炸的位置
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”)就可以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
从20世纪60年代开始，声纹识别技术被广泛 地进行研究，并应用到了电话查询、电话交易、 个人身份证明乃至侦察技术等诸多领域。
三、声识别技术
声识别技术就是将声技术与计算机技
术源自文库结合而产生的新的研究分支，它广泛
应用于现代社会的各个方面.
(1)声识别技术与安检 (2)制作智能玩具
与机器人对话
声控门
例题解析
(4)超声波清洗精密机械 精密机械形体细小、结构复杂，给清洗工作带来 诸多不便，利用超声波进行清洗十分便利．把要清洗
的零件放在洗涤液中，通入超声波．在超声波的作用
下，液体会剧烈振动，一会儿受压变密，一会儿受拉 变疏．洗涤液受拉变疏时发生碎裂产生许多小气泡， 洗涤液受压变密时气泡破裂，产生很强的微冲击 波．超声波的振动频率在20000 Hz以上，振动非常迅
超声波的应用： (1)声呐 所谓声呐就是在水中应用的回声定位装置．
在水中，超声波比光波和电磁波传播得要远得 多，根据这个特点制成声呐，可用来确定潜艇、鱼 群的位置和海水的深度．
声呐是一个技术含量很高的系统集合，它主要 由超声波产生和发射装置(俗称发射头)、超声波接 收装置(俗称接收头)和定位计算装置三部分组成. 现 代化潜艇上的声呐不仅接收自己发出的超声波，还 接收和处理敌舰发出的超声波和其他声波．
超声波焊接机 摇曳声呐
B超检查
超声波雾化器
超声波传感器
20世纪60年代，在马六甲海峡附近海面上， 巡逻艇发现一艘“幽灵”货船，经跟踪后登船检 查，竟发现船上空无一人，仔细搜查后发现20余 名船员已经死于非命。 后来人们研究原因，原来是在暴风中产生了 强大的次声波，次声波是杀死这些船员的凶手.
【例1】下列关于超声波的叙述错误的是( )
A．“B超”就是利用超声波对人体进行检查，帮 助
医生对病人进行诊断 B．超声波可以定向发射用于探查肿瘤 C．超声波的穿透能力很强，可制成探伤仪
D．超声波不是物体振动产生的
解：D 点拨：超声波也是声波的一种，故它也是物 体振动产生的。
【例2】利用“B超”可以帮助医生确定人体内脏 的情况，这是因为( ) A. “B超” 声波的频率很大 B. “B超” 声波的振幅很大 C. “B超” 声波进入人体，可在脏器上发生反射， 反射波带有信息 D. “B超” 声波进入人体可穿透内部脏器治病 分析： “B超” 主要是为了更准确地获得人 体内部某些部位的疾病信息，超声波反射时，带 回了人体内部的信息.
一、超声是个多面手
超声波：频率高于20000Hz的声波.
超声波有以下特性：
(1)方向性好，几乎沿直线传播(定向传播)， 在碰到介质或介质分界时会反射回来. (2)穿透能力强，它能传透许多电磁波所不能 穿透的物质.在一些不透明的固体中超声波能穿透 几十米的厚度，在固体和液体中传播时，衰减很 小，探伤、定位等技术就是利用这一特性. (3)能量很大且非常密集，超声波在介质中传 播时能产生巨大的作用力.
分析：图a中利用超声波检查金属内部的情况， 表明超声波能穿透金属，且能传递信息；图b中用超 图c中用超声波给病人做常规检查，表明了超声波能 传递人体内部的信息.
声波清洗仪器、碗、碟，表明超声波具有一定的能量；
答案：超声波的应用主要表现在：第一，超声波
频率高，振动迅速，可利用它来清洗、加工和消毒；
第二，超声波的穿透本领大，在工业上用来检查金属
内部是否有裂痕、气泡等；第三，超声波在医学上应
用很广，医院里的“B超”应用的就是超声波.
练习
1.(2007· 绵阳)我们每时每刻都在与声打交道，以
下有关声的叙述，符合事实的是( A.鸽子靠次声波导航 B.外科医生利用超声波除去人体内结石 C.月球上两宇航员利用声波进行面对面交流 D.90dB是学生学习的理想环境 )
2.(2009· 贵阳)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 超声波 .请你列举一个 人们利用这种声波的实例: 声呐(其它答案合理均可) .
探讨
根据下列图所示的三幅图，说明超声波在
生产和生活方面有什么应用．
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”.
(2)监测海洋的平均温度 海洋面积红占地球表面积的71﹪ ，对 地球环境起着重要的调节作用. 监测海洋温 度的变化十分重要. 科学家根据次声波可以 在海水中远距离传播以及声速随温度的变 化十分 灵敏的特点，建立了海域监测网， 可以计算出大范围内海洋的平均温度.
答案：C
【例3】为什么强大次声波会导致人的死亡？
分析：许多自然灾害如地震、火山爆发、龙卷风等在 发生前都会发出次声波。人类的活动，如核爆炸、火箭起 飞、奔驰的车辆的振动等也会产生相当强的次声波。次声 波会对人体造成危害，引起头痛、呕吐、呼吸困难等症状。 次声的特点是来源广、传播远、穿透力强。科学家们利用 它来预测台风、研究大气结构等。在军事上可以利用次声 来侦察大气中的核爆炸、跟踪导导弹，等等.
(7)超声波除尘
工业化城市，烟囱林立，浓烟熏天，造成严重
的空气污染．超声波可以帮我们净烟除尘.在烟囱
顶端安装超声波除尘器，超声波频率很高,当发射
到烟尘中时，烟尘会随着它的振动而激烈振荡，短
时间内相互碰撞，凝聚成较大的颗粒，使上升气流
无法支撑其重量，烟尘便会沉到烟囱的底部．这样
就从原本冒出滚滚浓烟的烟囱中飘出缕缕青烟．
(3)预报自然灾害
有些自然灾害，如火山喷发、龙卷风、
泥石流等，在发生前会先有次声辐射. 利用
次声监测仪进行监测，就可以预报灾害，
从而减少损失.
你知道声纹吗?所谓声纹是用电声学仪器显示 的携带言语信息的声波频谱。人的语言产生是人 体语言中枢与发音器官之间一个复杂的生理物理 过程，身体在讲话时使用的器官——舌、牙齿、喉 头、肺、鼻腔在尺寸和形态方面每个人的差异很 大，所以任何两个人的声纹图谱都有差异。因此 声音就像每个人的指纹、虹膜一样，可以作为一 个人的认识标志。