教科版 四年级科学 探索尺子的音高变化

我的猜想： 尺子伸出得越短，音高越高
材 料： 尺子
实验过程： 先将尺子伸出8cm,拨动尺子，将尺子 伸出12cm，将尺子伸出16cm，将尺 子伸出20cm，都用相同的力拨动，仔 细观察
实验现象： 尺子伸出得越短，音高越高
实验结论： 尺子伸出得越短，音高越高，振动越快。
振动尺子——我能听到和看到的
尺子伸出桌面的 我的预测
• 但是有音乐心理学研究表明，音高并不只是简单的物理现象， 这与听者的心理也有关联。所以，修正后的音高概念是指人对 物体振动的频率的感受。从人的感觉上来说，高音尖细，低音 浑厚。
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电话的原理及其发明过程
• 电话通信是通过声能与电能相互转换，并利用“电”这个媒介来 传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，最简单的形式 就是将两部电话机用一对线路连接起来。
• （1）当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动带动空 气振动，形成声波。
• （2）声波作用于送话器上，使之产生电流，这被称为话音电流。
• 贝尔和华生按新的设想制成了电话机。在一次实验中，一滴硫酸溅到贝尔的 腿上，疼得他直叫喊：“华生先生，我需要你，请到我这里来！” 这句话由 电话机经电线传到了华生的耳朵里，电话成功了！1876年3月7日，贝尔成为 电话发明的专利人。
超声波与次声波
• 人耳能够听见的声音，其频率范围在20Hz～20000Hz之间。频率小于 20Hz的声音叫做次声波，频率大于20000Hz的声波叫做超声波。
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什么是声学？
• 声学是研究声波的产生、传播、接收和效应的物理学分支学科。声音是 人类最早研究的物理现象之一。声学是经典物理学中历史最悠久，并且 当前仍处在前沿地位的物理学分支学科。
• 人类的所有活动几乎都与声学有关。从海洋学到语言音乐，从地球到人 的大脑，从机械工程到医学，从微观到宏观，都是声学家研究的领域。
（1）声音是由物体___振__动___而产生的。 （2）声音的强弱可以用____音__量____来描述。 （3）声音的高低可以用____音_高____来描述。 （4）物体__大__小___、____长_短___、____松_紧___的不同，
会使物体发出声音的高低发生变化。
温馨提示：
（1）压紧尺子，不要让尺子敲击桌面发出声音。
尺子伸出桌面的长度越长，振动的频率越慢，发出的声音音高越低; 尺子伸出桌面的长度越短，振动的频率越快，发出的声音音高越高;
知知识识拓拓展展
• 1．电话的原理及其发明过程。 • 2．超声波与次声波。 • 3．什么是声学？ • 4．和暖瓶有关的声音问题。 • 5．为什么感冒时人的声音会改变？ • 6. 什么是音高，它跟什么因素有关系？ •
（2）一定要保持安静。
（3）按照尺子伸出桌面长度的变化顺序一次进行实验： 为了便于比较，使实验现象更明显，我们确定尺子伸出 的长度分别是8、12、16、20cm。
（4）用相同的力按压尺子，同一种长度的实验要多做几次。
（5）反复实验的基础上进行比较，最后再完成实验记录单。
（6）注意分工合作。
探究的问题：尺子伸出得越短,音高会发生变化吗？
我听到的 我看到的 音高的变
长度（厘米） 音高 振动快慢 音高
振动快慢 化顺序
8cm 12cm 16cm 20cm
高 较高 较低 低
快 较快 较慢 慢
尺子伸 出得越 短，音 高越高， 振动越 快
音高用高、较高、较低、低来描述，振动快慢用快、较快、较慢、 慢来描述。
高
较高
较低
发低 现
8cm
12cm 16cm 20cm
为什么感冒时人的声音会改变?
• 鼻腔是人体的一个共鸣系统。由于鼻腔、鼻窦 在结构上是一个整体，所以把鼻窦比为小提琴或 胡琴的共鸣箱，有共鸣箱就能使声音悦耳、和谐 。反之，感冒时鼻窦有疾患，失源自文库了“共鸣箱” 作用，悦耳的声音将会改变。
什么是音高，它跟什么因素有 关系
• 音高就是指声音频率的高低，是为了解决合唱、合奏的定音、 作曲的定调和乐器制造的音高校正等需求而制订的统一音高标 准。现行的国际标准音高是1939年5月国际标准协会在伦敦通过 的，即a1＝440赫兹，也称“第一国际音高”或“音乐会音高” 。这个音高标准可用多种方法取得，如音叉、定音笛、旋转圆 盘等，现在最精确的方法是用铯-133原子振荡装置来进行定音 。
• 1873年，成为美国波士顿大学教授的贝尔开始研究在同一线路上传送许多电 报的装置——多工电报，并萌发了利用电流把人的说话声传向远方，使远隔 千山万水的人能如同面对面的交谈的念头。于是，贝尔开始了电话的研究。
• 1875年6月2日，贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验多工电报机，一 个偶然发生的事故启发了贝尔。华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁 上了，华生拉开弹簧时，弹簧发生了振动。与此同时，贝尔惊奇地发现自己 房间里电报机上的弹簧颤动起来，还发出了声音，是电流把振动从一个房间 传到另一个房间里了。贝尔的思路顿时大开，他由此想到：如果人对着一块 铁片说话，声音将引起铁片振动，若在铁片后面放上一块电磁铁的话，铁片 的振动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流。这个波动电流沿电线传向 远处，远处的类似装置上不就会发生同样的振动、发出同样的声音吗？这样 声音就沿电线传到远方去了。这不就是梦寐以求的电话吗？
和暖瓶有关的声音问题
• （1）向暖瓶中倒水时声音为什么越来越高？ • 在倒水时，暖水瓶中的空气柱会振动,随着水位的升高,空气柱越
来越短,空气柱振动的频率越来越大,音调就越来越高,所以根据 声音音调的高低就能知道水是否已灌满。 • （2）为什么开水倒在地上会发出“噗噗”的声音？ • 水煮开后，水分子的活动能力大为增加,分子间的吸引力大为减 弱,这时,不仅液体表面的水分子会很快蒸发,而且液体内部的水 分子也争先恐后地汽化飞出。因此，在开水四周总是夹着这一层 富于弹性的水汽，所以开水着地时会发出“噗噗”低沉的声音。 水温逐渐降低时，水分子的活动能力减弱了，分子间的吸引力增 大了，液体内部的水分子不再汽化，包围着的水汽层逐渐消失， 这时水着地就直接与地面接触，因而发出来的声音变清脆了。
• 声学和环境息息相关。现代社会的环境问题之一是噪声污染，如何降低 噪声改善环境、提高人的工作效率、延长机器寿命也是声学的研究内容 之一。
• 音乐是声学研究最早的主要课题，今日则已开始进入新的境界。电子乐 器和计算机音乐的问世，为作曲家和演奏艺术家开辟了新的创作天地。 电子音乐合成器产生的乐音既可以模拟现有任何乐器的声音，也可以创 造出从来未有过的新乐音。
• 次声波和超声波在空气中的传播速度是相同的。 • 次声波的波长较长，传播距离较远，如地震、台风、核爆炸、海啸、
火箭起飞、导弹的发射都能产生次声波。 • 超声波的波长短，直线传播的性能很好，可以定向发射来确定物体的
位置，如声纳就是利用超声波来定位的，动物中的蝙蝠，海豚都能利 用超声波的这种特性来进行定位。 • 超声波在医学上也有应用，“B超”就是利用B型超声波来检测人体内 部器官的。另外超声波还可以粉碎小的微粒，用于表面清洗。“超声 波加湿器”也是利用了超声波的特性。
• （3）话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内。
• （4）受话器的作用与送话器刚好相反——把电流转化为声波，通 过空气传至人的耳朵中。
• 这样，就完成了最简单的通话过程。如今，电话走进了千家万户，你知道电 话是谁发明的吗？
• 电话的发明人是贝尔。贝尔于1847年生于英国，年轻时跟父亲从事聋哑人的 教学工作，曾想制造一种让聋哑人用眼睛看到声音的机器。
• 声学具有极其广泛的应用，如用声音辨别物体的方位、区别不同的人或 者物体等，现在用超声波还可以检查体内器官。声学对国防也有许多重 要用途。海洋中除声以外的各种信号都很难传到几米之外，因此利用回 声探测水下物体（如潜艇、海底、鱼群、沉船等）是最有力的手段。近 年来人们正在研究用声波监测地球内部的运动，最终争取实现对地震的 准确预报，从而避免大量伤亡和经济损失。