初中物理知识声学拓展

初中物理知识点声学拓展

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初中物理知识拓展：次声波的应用

次声波的应用从本世纪50年代开始，并逐渐广泛地被人们所重视。次声波的应用前景大致有这样几个方面：

(1)通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理，更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。例如，利用极光所产生的次声波，可以研究极光活动的规律。

(2)利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如，通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波，来探测出这些次声源的有关参量。

(3)预测自然灾害性事件。许多灾害性的自然现象，如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等，在发生之前可能会辐射出次声波，人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生。

(4)次声波在大气层中传播时，很容易受到大气介质的影响，它与大气层中的风和温度分布等因素有着密切的联系。因此，可以通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性，探测出某些大规模气象的性质和规律。这种方法的优点在于可以对大范围大气进行连续不断的探测和监视。

(5)通过测定次声波与大气中其他波动的相互作用的结果，探测这些活动特性。例如，在电离层中次声波的作用使电波传播受到行进性干扰，可以通过测定次声波的特性，进一步揭示电离层扰动的规律。

(6)人和其他生物不仅能够对次声波产生某些反应，而且他(或它)们的某些器官也会发出微弱的次声波。因此，可以利用测定这些次声波的特性来了解人体或其他生物相应器官的活动情况。

初中物理知识拓展：人的发声原理

人的发声器官在喉头，由声带、软骨韧带结构的支架、控制声带位置和张力的肌肉群组成。肌肉的活动由神经来支配。声带位于人体喉腔中部，是附着在内壁上的肌肉组织，并呈瓣状，表面覆以粘膜，具有一定的弹性，是发声器官的主要组成部分。两声带间的开口(矢状裂隙)为声门裂(俗称声门)。从气管经喉头、咽部至嘴和鼻孔的管道为声道

当空气从肺部经气管呼出时，呈一定张力的声带，由于受气流的不断冲击，引起振动而发声。人的发声是多谐的，其基频的高低取决于声带的长短、张力(松紧)和声门的大小;声音强度则取决于气流的大小和速度。说话时基频范围大约为100～300赫，男声较低，女声和童声较高。这是由于男人声带的质量比女人和儿童的大，而张力差不多，所以振动频率较低的缘故。

人发声的某些谐波成分可因口、鼻、咽等腔的共振而增强，形成共振峰(表示受迫振动系统的振幅与强迫力频率之间关系的曲线，在共振频率附近，该曲线形似山峰，通常称为共振峰)。各共振峰的频率由这些共振腔的大小和形状决定。发声时通过主动对共振腔的控制便可得到不同的元音。气流通过声道时由于摩擦产生噪声，通过控制声道的缝隙便可得到相应的辅音。胸腔和头部也有共振作用，对人声音的音色有一定的影响。

初中物理知识拓展：声学的发展过程

声学又是当前物理学中最活跃的学科之一。声学日益密切地同声多种领域的现代科学技术紧密联系，形成众多的相对独立的分支学科，从最早形成的建筑声学、电声学直到目前仍在“定型”的“分子—量子声学”、“等离子体声学”和“地声学”等等，目前已超过20个，并且还有新的分支在不断产生。其中不仅涉及包括生命科学在内的几乎所有主要的基础自然科学，还在相当程度上涉及若干人文科学。这种广泛性在物理学的其它学科中，甚至在整个自然科学中也是不多见的。

在发展初期，声学原是为听觉服务的。理论上，声学研究声的产生、传播和接收;应用上，声学研究如何获得悦耳的音响效果，如何避免妨碍健康和影响工作的噪声，如何提高乐器和电声仪器的音质等等。随着科学技术的发展，人们发现声波的很多特性和作用，有的对听觉有影响，有的虽然对听觉并无影响，但对科学研究和生产技术却很重要，例如，利用声的传播特性来研究媒质的微观结构，利用声的作用来促进化学反应等等。因此，在近代声学中，一方面为听觉服务的研究和应用得到了进一步的发展，另一方面也开展了许多有关物理、化学、工程技术方面的研究和应用。声的概念不再局限在听觉范围以内，声振动和声波有更广泛的含义，几乎就是机械振动和机械波的同义词了。

自然界从宏观世界到微观世界，从简单的机械运动到复杂的生命运动，从工程技术到医学、生物学，从衣食住行到语言、音乐、艺术，都是现代声学研究和应用的领域。

声学的分支可以归纳为如下几个方面：

从频率上看，最早被人认识的自然是人耳能听到的“可听声”，即频率在20Hz～20000Hz的声波，它们涉及语言、音乐、房间音质、噪声等，分别对应于语言声学、音乐声学、房间声学以及噪声控制;另外还涉及人的听觉和生物发声，对应有生理声学、心理声学和生物声学;还有人耳听不到的声音，一是频率高于可听声上限的，即频率超过20000Hz的声音，有“超声学”，频率超过500MHz的超声称为“特超声”，其对应的波长约为10-8m量级，已可与分子大小相比拟，因而对应的“特超声学”也称为“微波声学”或“分子声学”。

超声的频率还可以高1014Hz。二是频率低于可听声下限的，即是频率低于20Hz的声音，对应有“次声学”，随着次声频率的继续下降，次声波将从一般声波变为“声重力波”，这时必须考虑重力场的作用;频率继续下降以至变为“内重力波”，这时的波将完全由重力支配。次声的频率还可以低至10-4Hz。需要说明的是，从声波的特性和作用来看，所谓20Hz和20000Hz并不是明确的分界线。例如频率较高的可听声波，已具有超声波的某些特性和作用，因此在超声技术的研究领域内，也常包括高频可听声波的特性和作用的研究。

从振幅上看，有振幅足够小的一般声学，也可称为“线性(化)声学”，有大振幅的“非线性声学”。

从传声的媒质上看，有以空气为媒质的“空气声学”;还有“大气声学”，它与空气声学不同的是，它主要研究大范围内开阔大气中的声现象;有以海水和地壳为媒质的“水声学”和“地声学”;在物质第四态的等离子体中，同样存在声现象，为此，一门尚未成型的新分支“等离子体声学”正应运而生。

从声与其它运动形式的关系来看，还有“电声学”等等。

声学的分支虽然很多，但它们都是研究声波的产生、传播、接收和效应的，这是它们的共性。只不过是与不同的领域相结合，研究不同的频率、不同的强度、不同的媒质，适用于不同的范围，这就是它们的特殊性。

初中物理声学知识点总结

一、声音的产生与传播

声的产生：声是由物体振动产生的;一切发声的物体都在振动，振动停止，声音停止。

声音的传播：声音的传播需要介质(传播声音的物质叫介质)，真空不能传声。固体、液体、气体都可传声。

声波：发声体振动会使传声的空气的疏密发生变化而产生声波。 声速：声音的传播快慢。

决定声速快慢的因素：1、介质种类。2、介质温度。

记住：15℃速度340m/s。

二、我们怎样听到声音

人耳的构造：外耳、中耳、内耳。

感知声音的过程：声源的振动产生声音→空气等介质的传播→鼓膜的振动。(外界传来的声音引起鼓膜的振动，这种振动经过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，这样人就听到了声音)。

骨传导：声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉，声音的这种传导方式叫骨传导。

双耳效应：声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。

三、声音的特性

音调：声音的高低，跟物体振动的快慢有关，物体振动的快，发出的音调就高;振动的慢，音调就低;频率决定音调。

频率：物体振动的快慢，物体1S振动的次数叫频率。

人耳听觉范围：20Hz-20000Hz。

超声波：高于20000Hz的声音。(蝙蝠、海豚可发出)

次声波：低于20Hz的声音。(地震、海啸、台风、火山喷发)

响度：声音的强弱叫响度。响度跟振幅有关，振幅越大，响度越大。 音色：声音的特色。音色和发声体的材料、结构有关。

三种乐器：打击乐器、弦乐器、管乐器。

乐器(发声体)的音调：长短(长的音调低)、粗细(粗的音调低)、松紧(松的音调低)决定了音调的高低。

四、噪声的危害和控制

噪声：物体做无规则振动发出的声音(物理学角度)。从环保角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习、和工作的声音，以及对人要听到的声音产生干扰的声音，都属于噪声。

噪声强弱的等级和危害：分贝(dB)为单位来表示声音的强弱，0dB是人耳能听到的最微弱的声音;30-40dB是较理想的安静环境。为了保护听力声音不得超过90dB;为了保证工作和学习，声音不得超过70dB;为了保证休息和睡眠，声音不得超过50dB。

控制噪声：防止噪声的产生;阻断噪声的传播;防止噪声进入人耳。即：1、在声源处减弱噪声;2、在传播途中减弱噪声;3、在人耳处减弱噪声。

五、 声的利用

声与信息：声能传递信息。(雷声、B超、敲击铁轨等)

回声定位：声波发出遇障碍反射，根据回声到来的方位和时间，确定目标的位置和距离(蝙蝠)

声呐：根据回声定位。

声与能量：声能传递能量。(超声波清洗精密仪器、碎石)