初中物理声学讲义第一章声现象知识梳理1 声音的产生与流传A. 声音的产生往归往来的运动叫做振动，声音是由于物体的振动产生的正在发声的物体叫做声源人说话时的发声是靠声带的振动，委宛的鸟鸣声是靠气管和支气管交界处鸣膜的振动，弦乐器(二胡、京胡、琵琶、提琴等)的发声是靠弦的振动，管乐器(笛、箫、黑管、号等)的发声是靠管中的空气振动，打击乐器(锣、鼓等)的发声是靠锣面和鼓膜的振动B. 声音的流传声音能够在固体、液体平和体中流传，但不能够在真空中流传一般说来，固体的传声能力比液体的强，液体的传声能力比气体的强C. 声波声音是一种波，叫做声波可将不能见的声波与可见的水波进行类比，以理解声波由于发声体的振动产生的声音在介质中流传时，在介质中形成疏密相问的波向周围流传，传入人耳后就激起耳内鼓膜的振动，人便听到了声音发声停止是指声源停止向外界传达声波，而已经传达出去的声波仍可连续流传如闪电和雷声是同时产生的，人们在看到闪电后几秒钟才听到雷声，此时声源处的振动早已停止了声波在流传的过程中，若碰到山崖、墙壁、高大建筑物等阻挡物，就会被阻挡物的表面反射回来，形成回声若回声与原声的时间间隔不小于01S，人耳就能听到回声，否则，回声和原声混在一同，使原声加强，修建剧场、礼堂、音乐厅都要考虑回声，省得影响音响收效声音的反射也遵守光的反射定律利用回声现象制成的回声测深仪、水声定向器、超声探伤仪等广泛应用于矿床勘探、资料探伤、水深测量、鱼群探测等方面从声源发出的声波，在流传的过程中若碰到多个反射面，便能够发生多次的反射如夏天的雷声，有时隆隆地连续几秒钟以上，就是声波在云层、山岳和地面间多次反射造成的；再如古建筑中的“回音壁”、“三音石”以及江西弋阳境内的名胜“回声谷”等等都是属于多次反射的回声人在室内讲话比在荒原讲话听起来要响亮，而且当讲话声停止今后，声音并没有立刻消失，依旧有余音回荡，就是由于声音在物体表面连续多次反射的多次回声交混在一同形成的，称为交混反响，简称混响，这种混响能够连续一段时间从声源发声停止，到声音减弱到听不到的一段时间，称为混响时间若是剧场的混响时间太长，经常使声音不清楚，音色污浊、发闷，形成嗡嗡不断的噪声；若是剧场的混响时间很短，就会使原来委宛圆润的声音变得干涩无力、僵直，一般剧场的混响时间以l5S左右为宜两列声波在某种物质中流传时相遇如振幅增大，响度就增大，这种现象在声学上叫做声音的共鸣二胡、小提琴等各种乐器在制造时都充分考虑了这一原理物体除了能反射声波，也能吸取声波，特别是软的多孔的资料吸取声波的收效更好播音室内的墙壁和地面都要用吸取声波的资料来减少杂音的搅乱D 声能声音拥有能量，这种能量叫做声能声波在流传的过程中，随着时间的推移，声能逐渐减小，若想法使声波向某一方向流传，则声能就集中，声波就能传得远些，医用听诊器、广播喇叭之所以制成那种形状，就是利用了这个道理E 声速/(1)定义声音每秒流传的距离叫做声速(2)决定要素声速与流传声音的介质相关空气中的声速约为340米秒一般说来，声音在固体中流传得最快，在液体中次之，在气体中最慢，真空中的声速为零声速还与流传声音介质的温度相关，温度越高，声速越大声音在同一种介质中流传时，声速不变，频率、音调不变，但振幅减小、响度减弱频率不一样的声音在同一种介质中能流传的距离不一样，频率越小，能流传的距离越远当一个乐队慢慢地从很远的地方向你走来时，你先听到的是音调低沉的鼓声，今后才听到音调较高的喇叭声、笛声、铃声，就是这个道理，其原因是频率越大的声波，在流传的过程中被介质吸获得越多2 声音的特点A. 声音的三要素响度、音调停音色组成声音的三要素(1) 响度定义：声音的强弱叫做响度声源振动的幅度叫做振幅决定要素：声音的响度与声源的振幅相关，振幅越大，响度越大；声音的响度还与距离声源的远近相关，距离声源越近，响度越大(2) 音调定义：声音的高低叫做音调声源每秒振动的次数叫做频率频率的单位为赫兹(Hz)决定要素：声音的音调决定于声源振动的频率，频率越大，音调越高弦乐器的音调决定于弦的长短、粗细和松紧弦的资料(密度)一准时，弦越短、越细、越紧，其发出声音的音调越高管乐器的音调由发音部分的气体体积大小决定，体积越小，音调越高人的发声频率大体在85Hz1100Hz之间，一般说来，成年男子的声带长而厚，振动频率为90Hz140Hz，而成年女子的声带短而薄，振动频率为270Hz550Hz，所以女子说话的音调比男子高些，少儿声带更短、更薄，童音的音调比成人的高(3)音色音色反响的是声音的质量，又叫音品不一样发声体发出声音的响度和音调都可能同样，但音色不会同样决定要素：声音的音色除了与发声体发出的泛音个数、频率分布、强度分布等要素相关外，还与传声介质、距离声源的远近以及听者的年龄、经历、文化涵养等要素相关借助示波器，能够观察到不一样音色的声音，它们的波形是不一样的B 声音的听觉鉴识及其应用音调与音色是鉴识不一样声音的重要依照，这两个依照必定结合起来讲由于不一样的声音既有音调的不一样也有音色的不一样只但是有的情况下主若是音调不一样，而有的情况下主若是音色不一样听觉的鉴识是依照主要要素来进行的比方，蜜蜂带着花蜜飞时翅膀振动的频率低，发出的音调就低些；不带花蜜飞时振动的频率高，发出的音调就高些所以，有经验的养蜂人经常依照蜜蜂发出声音的音调高低来判断蜜蜂是飞出去采蜜还是采了蜜飞回蜂房其实，带蜜遨游与不带蜜遨游，发出声音的音色也有差异，但主要的是音调的不一样又如，有经验的人用手指弹击碗碟，就能判断碗碟的质量，圆满的与内部有损害的碗碟发出的声音不同样音调与音色都有差异，但最明显的是音调不一样再如，在欣赏音乐时，乐队里有各种乐器齐奏，它们的音调同样，但我们还是能鉴识出不一样乐器发出的声音，这里的差异就主若是音色3 令人厌烦的噪声A. 声音的分类(1) 从物理学的角度来看；乐音的波形是有规律的，乐音好听悦耳；而噪声的波形是纷乱无章的，噪声难听难听(2) 从人的心理和环境保护的角度来看，凡是影响人们正常学习、工作和休息的声音，都属于噪声由于声音很难用精确的物理定量来划分，而心理议论又带有很重的心理成分，所以声音的分类平时只能是相对的B噪声的本源按噪声的主要本源可分为三类：工业C.噪声的危害(包括建筑工业)噪声、交通噪声、生活噪声人们用分贝(dB)为单位来表示声音的响度限分贝值越大，响度越大(1)噪声对人的影响0dB是人能听到的最稍微的声音听觉下不一样分贝的噪声，对人的影响是不一样的3040dB是对人较为理想的声音环境70dB以上的噪声搅乱讲话，90dB以上的噪声将对人的听力造成损害，l50dB及以上的噪声会以致人的双耳完好失去听力为了保证休息和睡眠，应控制噪声不高出50dB；为了保证工作和学习，应控制噪声不超过70dB；为了保护听力，应控制噪声不高出90dB(2) 噪声的物理危害高强度噪声能够损害建筑；在特高强度噪声下，就连发声体自己也可能因疲倦而损坏D 噪声的控制噪声从产生到引起听觉有三个阶段：声源的振动产生声音斗空气与介质的流传斗人耳鼓膜的振动(1) 控制噪声的主要路子控制噪声声源能够更换或改造噪声大的机器或部件，在噪声源的周围加吸声、隔声的罩子，还可以够在内燃机的排气管上加消声器阻断噪声流传可使装有噪声源的厂房让窗背向居民区，能够植树造林、建立隔音屏障来反射或部分吸取传来的噪声在人耳处减弱若条件同意，三管齐下，综合治理，控制噪声的收效将更好(2) 以声消声依照声波的干涉原理，用话筒将噪声收集起来传达到特地的电脑进行分析依照分析结果经过喇叭发出与原来反相的新噪声，使之与原噪声相叠加，它们相互抵消而变得沉静无声这种“以声消声”的新的反噪声术称做“有源消声技术”4人耳听不见的声音A.人耳听觉的频率范围人耳所能听到声波的频率范围平时在2020000Hz之间，叫做可听声频率于20000Hz的声波叫做超声波，频率低于20Hz的声波叫做次声波，也叫做亚声波每个人的听觉范围其实不同样，特别以年龄不一样而差异明显有些少儿能够听到低于20Hz、高达30000Hz甚至40000Hz的声音随着年龄的增加，能听的最低频率将高升，能听见的最高频率将降低，10004000Hz的声音70岁以上的老年人一般只能听见B 超声波的特点及其应用(1)方向性好利用超声波定向性好和在水中流传距离远等特点制成声呐，进行水中观察和测量利用超声波方向性好及多普勒效应制成超声波速度测定器(2)穿透能力强在一些不透明的固体中能穿透几十米的厚度以上两个特点使得超声波成为探伤、定位等技术的重要工具，如制作A超、B超、M超仪(3) 易于获得较集中的声能超声波能够用来粉碎人体结石，对硬质资料作切削、凿孔、焊接等加工以及用来冲刷、消毒等C 次声波的特点及其危害(1) 特点次声波能够传得很远，很简单绕过阻挡物，而且无孔不入可经过次声来预告地震、海啸、台风、火山爆发等自然灾害，以及监测核爆炸(2) 危害人体各部分器官的振动频率一般处在520Hz的次声频段如胸腔为59Hz，腹腔为610Hz，心脏为5Hz，盆腔为5Hz，头部为20Hz，全身为520Hz频段为520Hz的次声波简单经过共振机理令人碰到损害必然强度的次声波对人领悟造成严重损害次声波对机器设备、建筑物等会造成损坏典例分析1. 夜晚小吴在家中正欣赏着音箱里传出来的交响乐，忽然停电了他将蜡烛点亮后放在音箱前面过了一会儿通电了，交响乐又响起来了仔细观察，发现当音箱音量忽然变大时，烛焰摇晃得更明显2. (1)烛焰没有碰到风的影响，进一步研究，发现蜡烛越凑近音箱，烛焰摇晃得越明显，由此可确定烛焰的摇晃是受的影响所致3.(2)上述现象中，除了有与响度相关的声知识外，相关的声的知识还有(写出两例)：4.；5.6. 依照以下数据，你能从中获得什么信息?(写三条)几种物质的声速(ms)7.空气(15)340海水(25)15318.空气(25)346铜(棒)37509.软木50