学 海 无 涯 第一讲 声现象第一讲 声现象 一 一 声音的产生与传播声音的产生与传播 1 声音的产生声音的产生 1 声音是由物体的振动产生的 固体 声音是由物体的振动产生的 固体 液体 气体都可以因为振动而发声 液体 气体都可以因为振动而发声 2 物体的振动停止 发声也停止 但不物体的振动停止 发声也停止 但不 能表述为 振动停止 声音消失 因为能表述为 振动停止 声音消失 因为 振动停止后 声源发出的声音仍会向周围振动停止后 声源发出的声音仍会向周围 传播 传播 2 声音的传播 声音的传播 1 声音以声波的形式传播 声音以声波的形式传播 2 声音的传播需要介质 固体 液体和声音的传播需要介质 固体 液体和 气体都可以作为传声的介质 真空不能传气体都可以作为传声的介质 真空不能传 声声 3 声音在不同介质中的速度一般不同 声音在不同介质中的速度一般不同 一般情况下声音在固体中速度最大 液体一般情况下声音在固体中速度最大 液体 中次之 气体中最小 即声速跟介质的种中次之 气体中最小 即声速跟介质的种 类有关 声速还跟介质的类有关 声速还跟介质的温度有关 在温度有关 在 15 的空气中声音的速度是的空气中声音的速度是 340m s 4 声音在传播过程中遇到障碍物被反声音在传播过程中遇到障碍物被反 射回来便产生回声 只有当回声比原声到射回来便产生回声 只有当回声比原声到 达人耳的时间晚达人耳的时间晚 0 1s 以上 才能把回声和以上 才能把回声和 原声区分开 否则回声使原声加强 原声区分开 否则回声使原声加强 5 感知声音的途径 空气传导和骨传感知声音的途径 空气传导和骨传 导 人耳感知声音的顺序是 声波导 人耳感知声音的顺序是 声波 耳廓耳廓 收集 收集 鼓膜 产生振动 鼓膜 产生振动 听小骨听小骨 传递振动 传递振动 听觉神经 传递信息 听觉神经 传递信息 大脑 产生听觉 骨传导的原理就是大脑 产生听觉 骨传导的原理就是 固体传声 人能听到自己说话的声音就是固体传声 人能听到自己说话的声音就是 利用骨传导 利用骨传导 二 声音的特性二 声音的特性 1 音调 音调 1 概念 声音的高低称为音调 概念 声音的高低称为音调 2 影响因素 发声体振动的频率 频率越影响因素 发声体振动的频率 频率越 高 音调越高 频率越低 音调越低 频高 音调越高 频率越低 音调越低 频 率率 物体每秒内振动的次数 单位 赫物体每秒内振动的次数 单位 赫 兹 符号 兹 符号 Hz 3 大多数人能够听到的声音的频率范围 大多数人能够听到的声音的频率范围 20 Hz 到到 20000 Hz 4 超声波 频率高于 超声波 频率高于 20000 Hz 的声音 的声音 5 次声波 频率低于 次声波 频率低于 20 Hz 的声音 的声音 这这 种声波多由于火山喷发 台风 地震等产种声波多由于火山喷发 台风 地震等产 生 对人体健康有害 生 对人体健康有害 2 响度 响度 1 概念 人们感觉到的声音的强弱称为 概念 人们感觉到的声音的强弱称为 响度 响度 2 影响因素 发声体的振幅 距离发声 影响因素 发声体的振幅 距离发声 体的远近 振幅越大 响度越大 振幅越体的远近 振幅越大 响度越大 振幅越 小 响度越小 小 响度越小 3 音色 音色 1 概念 概念 音色又称音质 音品 是听觉 音色又称音质 音品 是听觉 感到的声音的特色 感到的声音的特色 2 影响因素 发声体的材料 结构 发 影响因素 发声体的材料 结构 发 声方式等 声方式等 3 应用 根据音色可以辨人 辨动物 应用 根据音色可以辨人 辨动物 辨乐器等 辨乐器等 4 弦乐器是通过改变弦的粗细 长短 弦乐器是通过改变弦的粗细 长短 松紧而改变音调 长而粗的弦发声的音调松紧而改变音调 长而粗的弦发声的音调 低 短而细的弦发声的音调高 绷紧的弦低 短而细的弦发声的音调高 绷紧的弦 发声的音调高 不紧的弦发声的音调低 发声的音调高 不紧的弦发声的音调低 弦乐器是通过拨力的大小改变弦的振幅来弦乐器是通过拨力的大小改变弦的振幅来 改变响度 管乐器是靠改变空气柱的长度改变响度 管乐器是靠改变空气柱的长度 而改变音调 长的空气柱发声的音调低 而改变音调 长的空气柱发声的音调低 短的空气柱发声的音调高 短的空气柱发声的音调高 三 噪声 声的利用三 噪声 声的利用 1 噪声的危害和控制 噪声的危害和控制 1 噪声的来源 噪声的来源 从物理学角度看 噪声是发从物理学角度看 噪声是发声体做无规则声体做无规则 运动时发出的声音 运动时发出的声音 从环境保护的角度看 凡是妨碍人们正常从环境保护的角度看 凡是妨碍人们正常 休息 学习和工作的声音 以及对人们要休息 学习和工作的声音 以及对人们要 听的声音产生干扰的声音 都是噪声 听的声音产生干扰的声音 都是噪声 2 噪声的等级 人们用分贝来划分噪声 噪声的等级 人们用分贝来划分噪声 的等级 分贝的符号 的等级 分贝的符号 dB 3 噪声的危害 噪声轻者影响正常工作 噪声的危害 噪声轻者影响正常工作 和生活 重者会引起疾病甚至死亡 和生活 重者会引起疾病甚至死亡 4 减弱噪声的途径 在声源处减弱 在 减弱噪声的途径 在声源处减弱 在 传播过程中减弱 在人耳处减弱 传播过程中减弱 在人耳处减弱 2 利用声传递信息 利用声传递信息 1 声呐 声呐 工作原理 回声定位 工作原理 回声定位 应用 探测海底深度 探测鱼群等 应用 探测海底深度 探测鱼群等 2 B 超超 应用 检查身体 应用 检查身体 3 利用声传递能量 利用声传递能量 1 利用超声波清洗钟表等 利用超声波清洗钟表等精细机械精细机械 2 利用超声波击碎人体内的结石 利用超声波击碎人体内的结石 第二讲 光现象第二讲 光现象 一 光的传播一 光的传播 1 光源 能够发光的物体叫光源 光源 能够发光的物体叫光源 1 自然光源 自然光源 如 太阳 萤火虫如 太阳 萤火虫 2 2 人造光源 人造光源 如 如 蜡烛蜡烛 学 海 无 涯 3 3 月亮 启明星不是光源 月亮 启明星不是光源 2 2 光的传播 光的传播 1 1 光在同种均匀介质中是沿直线传播 光在同种均匀介质中是沿直线传播 的的 大气层是不均匀的 当光从大气层外射到大气层是不均匀的 当光从大气层外射到 地面时 光线发了了弯折地面时 光线发了了弯折 2 2 直线传播现象 直线传播现象 应用 应用 影子的形成 日食 月食 无影子的形成 日食 月食 无 影灯影灯 皮影戏 小孔成像 激光准直 排队 皮影戏 小孔成像 激光准直 排队 打枪瞄准目标等 打枪瞄准目标等 小孔成像 倒立 实像小孔成像 倒立 实像 像的形状与 像的形状与 小孔的形状无关小孔的形状无关 3 3 光的传播 光的传播速度速度 1 1 光在真空中的传播速度是 光在真空中的传播速度是 3 0 1083 0 108 2 2 光在水中的传播速度是真空中的 光在水中的传播速度是真空中的 3 43 4 3 3 光在玻璃中的传播速度是真空中的 光在玻璃中的传播速度是真空中的 2 32 3 5 光线 光线 1 光线 表示光传播方向的直线 即沿光光线 表示光传播方向的直线 即沿光 的传播路线画一直线 并在直线上画上箭头的传播路线画一直线 并在直线上画上箭头 表示光的传播方向表示光的传播方向 2 光是客观存在的 光是客观存在的 光线是假想的 实际光线是假想的 实际 并不存在并不存在 是人为画出来的 这种研究物理 是人为画出来的 这种研究物理 的方法叫模型法 磁感线也是采用了这种方的方法叫模型法 磁感线也是采用了这种方 法 法 二 光的反射二 光的反射 1 光的反射现象 光的反射现象 1 定义 定义 光从一种介质射向另一种介质的光从一种介质射向另一种介质的 交界面时 一部分光返回原来介质中 使光交界面时 一部分光返回原来介质中 使光 的传播方向发生的传播方向发生了改变 这种现象称为光的了改变 这种现象称为光的 反射反射 2 我们能够看见不发光的物体是因为物 我们能够看见不发光的物体是因为物 体反射的光进入了我们的眼睛 体反射的光进入了我们的眼睛 3 一切物体的表面都能反射光 一切物体的表面都能反射光 2 光的反射定律 光的反射定律 1 1 光的反射现象对应的基本概念 光的反射现象对应的基本概念 1 1 一点 入射点 一点 入射点 2 2 二角 二角 入射角 入射光线与法线的夹角入射角 入射光线与法线的夹角 反射角 反射光学分与法线的夹角反射角 反射光学分与法线的夹角 3 3 三线 入射光线 反射光线 法线 三线 入射光线 反射光线 法线 法线 有入射点引出的垂直于法线的直法线 有入射点引出的垂直于法线的直 线线 3 3 反射定律 反射定律 1 1 入射光线 反射光线 法线在同一 入射光线 反射光线 法线在同一 平面内 三线共面 平面内 三线共面 2 2 入射光线 反射光线分 入射光线 反射光线分居法线两侧居法线两侧 两线异侧 两线异侧 3 3 反射角等于入射角 两角相等 反射角等于入射角 两角相等 4 在反射现象中光路是可逆的 在反射现象中光路是可逆的 5 对反射现象的对反射现象的理解 理解 1 由入射光线决定反射光线 叙述时要由入射光线决定反射光线 叙述时要 反反 字当头字当头 2 发生反射的条件 两种介质的交界处 发生反射的条件 两种介质的交界处 发生处 入射点 结果 返回原介质中发生处 入射点 结果 返回原介质中 3 反射角随入射角的增大而增大 减小反射角随入射角的增大而增大 减小 而减小 当入射角为零时 反射角也变为零而减小 当入射角为零时 反射角也变为零 度度 6 两种反射现象 两种反射现象 1 1 镜面反射 平行光线经界面反射后沿镜面反射 平行光线经界面反射后沿 某一方向平行射出 只能在某一方向接收到某一方向平行射出 只能在某一方向接收到 反射光线反射光线入射光线平行 反射光线也平行入射光线平行 反射光线也平行 平静的镜面 平静的水面等对光发生镜面平静的镜面 平静的水面等对光发生镜面反反 射 射 2 2 漫反射 平行光经界面反射后向各个漫反射 平行光经界面反射后向各个 不同的方向反射出去 即在各个不同的方向不同的方向反射出去 即在各个不同的方向 都能接收到反射光线都能接收到反射光线入射光线平行 反射光入射光线平行 反射光 线不平行线不平行 如桌面 墙面 书上的字等对光 如桌面 墙面 书上的字等对光 线发生漫反射 线发生漫反射 3 无论是镜面反射 还是漫反射都遵循 无论是镜面反射 还是漫反射都遵循 光的反射定律光的反射定律 4 镜面反射的发射面光滑平整 漫反射的 镜面反射的发射面光滑平整 漫反射的 反射面凹凸不平 镜面反射一般只有一个方反射面凹凸不平 镜面反射一般只有一个方 向有光且极强 漫反射向各个方向都有光且向有光且极强 漫反射向各个方向都有光且 光较弱 光较弱 7 在光的反射中光路可逆 在光的反射中光路可逆 三三 面镜 面镜 1 平面镜平面镜 1 成像原理 光的反射定律 成像原理 光的反射定律 2 探究平面镜成像实验 用玻璃板替代平 探究平面镜成像实验 用玻璃板替代平 面镜探究成像特点 目的是便于面镜探究成像特点 目的是便于确定像的位确定像的位 置和大小 置和大小 3 成像特点 成像特点 正立的像 正立的像 像和物体大小相等 像和物体大小相等 物体在平面中成虚像 物体在平面中成虚像 像到镜面的距离和物到镜面的距离相等 像到镜面的距离和物到镜面的距离相等 像和物的位置连线与镜面垂直 即像和物 像和物的位置连线与镜面垂直 即像和物 关于镜面对称关于镜面对称 6 物和像的左右相反 物和像的左右相反 学 海 无 涯 理解 平面镜所成的像与物是以镜面为轴的理解 平面镜所成的像与物是以镜面为轴的 对称图对称图 4 平面镜的作用 成像 改变光的传播方 平面镜的作用 成像 改变光的传播方 向 向 2 凸面镜和凹面镜 凸面镜和凹面镜 1 凸面镜 凸面镜 凸面镜对光线有发散作用 凸面镜对光线有发散作用 应用 汽车的后视镜 马路拐弯处