【2019最新】沪科版八年级物理上册 《声学》课程资源

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1. 文具盒弹出的乐音

用一根橡皮筋和一个文具盒，就可以做成一个简单悦耳的音乐盒，让学生在实验探究中认识乐音的特征，融知识性、趣味性于一体，有效地调动了学生学习的积极性。

把橡皮筋的一端放进文具盒里，关上

盒子并把橡皮筋卡住（如图2-1所示）。轻

轻拉住橡皮筋，用手指弹动后把耳朵贴在

文具盒上，将听到低沉悦耳的声音，此时

图2-1

可观察到橡皮筋的振动较慢，并能清楚地

看到橡皮筋振动时留下的视觉暂留的效果（用红色橡皮筋效果最好）。拉紧橡皮筋，使橡皮筋的振动加快，颤影的透明度增强。如果改变手拉橡皮筋的位置（例如抓住橡皮筋的中央并拉紧橡皮筋），将发现橡皮筋振动得更快，听到音调更高的声音。通过上述实验，学生能深切地体会到音调与振动快慢（频率）的关系。

如果加大弹拨力度，将听到更大的声音，同时看到橡皮筋振动幅度明显加大，从而验证响度与振动幅度的关系。如果把耳朵稍微远离文具盒，将发现响度明显减弱。

由于铁制文具盒的共鸣效果非常理想，所以实验效果较好。

2．声音的存储

存储声音的技术，由原来的唱片、钢丝录音、碰磁录音，发展到现在十分普及的光盘。

光盘由数字存储介质CD制成，能记录文字、音乐和图像。录音时声音通过话筒转变成电信号，再通过"抽样"以数字信号记录下来，记录仪每秒钟测量声波高低44100次，把测量结果用"0"和"1"组成的16位二进制数字存储起来；生产CD时，这些数字被转变成一系列刻入光盘的凹痕和平面。

CD机的读声器是由一未很细的红外线激光构成，光线从里往外跟随凹痕和平面组成多旋轨迹，光线照到无痕处，即被反射到光传感器，而在凹痕处，光被散射几乎没有反光，这样获得的光信息是数字信号，然后转换为模拟信号，经放大送到扬声器，就能发出声音。

3.纯音、复合音与音色

只有一组频率的声音叫纯音，有两组以上频率合成的声音叫复合音。各种乐器发出的声音就是复合音。在复合音中，频率最低的音叫基音,其他的叫泛音。基音的频率决定复合音的音调，而泛音的频率和强度则决定它的音色。纯音不存在音色问题，复合音才有音色的不同。因为各种乐器和每个人发音时的泛音不同, 所以才各有各的音色。

音色对电乐器的研制有非常重要的意义。目前正是根据各种乐器声音的频谱、基音和各次泛音的相对强度，用电声的方法进行模拟来制作电乐器。

4．电子合成器

我们的生活离不开音乐,自从电子合成器问世以来,电子音乐就进入了一个新的天地。

20世纪50年代,出现了第一台电子合成器。那时它还只是一个庞然大物。利用计算机技术输入信息,可以改变音调、音量、速度、波形及包络等。但是需要花费很多时间才能产生几分钟的音乐。到了20世纪60年代,合成器装上了琴键,已进入商品化,并且体积也大大缩小了。合成器实际上是一台声音的频率合成仪,可以制作各种声音,改变种种音色。可以把制作好的音色贮存起来取用,可以贮存在合成器里,也可以把制作好的音色贮存在只读存贮器中或软盘里。有一种采样合成器,还可以采集某种声音的音色,然后在整个音域里重放,重放时还可以改调、改速度、改音色。合成器可以当作电子音乐的声源,也可以作键盘输入用,还可以通过MIDI (乐器数字接口)系统作为计算机音乐系统里的声音发生器或控制别的部件的主机等等。

目前,由于电子音乐的普及,电子合成器可以解决相当一部分的歌唱及舞厅的伴奏问题。可以事先由一个人制作伴奏音乐乐曲或背景音乐,而不需要乐队,或者部分代替乐队。

5.科学家宣称发现"莫扎特效应"原理

新华社2004年4月28日电莫扎特的音乐能提高人的学习和记忆能力,这种现象被称为“莫扎特效应”。它的科学原理在哪里?发现这一效应的美国科学家最近宣布,他们发现了其中的分子基础。

1993年,美国威斯康辛州奥什科什大学的神经科学家罗谢等人发现,大学生听10分钟的莫扎特《D大调双钢琴奏鸣曲》后,在空间推理测试中的得分有明显的提高。这一发现,激起了公众对莫扎特音乐的热情，但一些科学家对此表示怀疑。

据英国《新科学家》杂志网站报道,罗谢及其合作者最近在旧金山举行的认知神经学研讨会上说,莫扎特奏鸣曲也能提高大鼠的学习和记忆能力。研究人员希望,这一发现有助于为阿尔茨海默氏症和其他神经退化疾病的患者设计音乐疗法。

此前一些科学家认为“莫扎特效应”的产生只是因为音乐能让人的情绪变好, 或者这与莫扎特作品独特的节奏有关。有研究发现,这些节奏与人类大脑的一些节奏周期相符.

但是,不管"莫扎特效应"的奥秘是什么,莫扎特音乐已在临床上应用。阿尔茨海默氏症患者在听了莫扎特奏鸣曲后,其空间推理和社交能力有明显的提高。莫扎特音乐还被发现能缓解严重癫痛患者疾病发作的症状,而其他音乐则不能。

6.回声

回声是日常生活中常见的一种声现象。声音在传播过程中,碰到大的反射面(如建筑物的墙壁等)，在界面处将发生反射,人们把听到的反射声波叫做回声。人耳能辨别出回声的条件是：反射声具有足够大的声强,并且与原声的时间差须大于0.1 s。当反射面的尺寸远大于入射声波长时,听到的回声最清楚。

关于回声的应用,最典型的可谓声呐装置。用回声测海深、测冰山的距离和敌方潜艇的方位,都是由不同功能的声呐装置完成的。

1912年,英国大商船“泰坦尼克”号在赴美途中发生了与冰山相撞沉没的悲剧。这次大的海难事件引起了全世界的关注,为了寻找沉船,美国科学家最先设计并制造出第一台测量水下目标的回声探测仪,用它在船上发出声波,然后用仪器接收障碍物反射回来的声波信号。测量发出信号和接收信号之间的时间,根据水中的声速就可以计算出障碍的距离和海的深浅。第一台回声探测仪于1914年成功地发现了3 km 以外的冰山。实际上这就是现在被广泛应用于国防、海洋开发事业的声呐装置的雏形。

第一次世界大战时,德国潜水艇击沉了协约国大量战舰、船只,几乎中断了横渡大西洋的海上运输线。当时潜水艇潜在水下,看不见,摸不着,一时横行无敌。于是利用水声设备搜索潜艇和水雷就成了关键的问题。法国著名物理学家郎之万等人研究并造出了第一部主动式声呐, 1918年在地中晖芦次接收过(2～3) km以外的潜艇回波。这种声呐可以向水中发射各种形式的声信号,碰到需要定位的目标时产生反射回波，接收回来后进行信号分析、处理,除掉干扰,从而显示出目标所在的方位和距离。

第二次世界大战期间,由于战争需要,声呐装置更趋完善。战后,人们开始实验使用军舰上的声呐探测鱼群。不但测到了鱼群,而且还能分辨出鱼的种类和大小。人们在此基础上研制出各种鱼探机，极大地促进了渔业的发展。

回声在地质勘探中也有广泛的应用。例如在石油勘探时,常采用人工地震的方法,即在地面上埋好炸药包,放上一列探头,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。

在建筑方面,设计、建造大的厅堂时,必须把回声现象作为重要因素加以考虑。在封闭的空间里产主声音后,声被就在四壁上不断反射,即使在声源停止辐射后,声音还要持续一段时