声音产生与传播》
声的产生
婴儿从呱呱坠地的那时起,就无时无刻在跟声打交道。你知道物体发声时的共同特征码?
探究
声是怎样产生的?
做各种活动、使物体发声。
观察、思考、总结物体发声时的共同特征。
    声是由物体的振动产生的:说话是声带在振动;敲鼓是鼓面在振动;风吹树叶哗哗响,树叶在振动。
想想议议
    物体振动发声的现象真是太多了,你能向同学们说出一些比较新奇的发声现象吗?例如,蝉是怎样发声的?
    振动可以发声。如果将发生的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生于原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来。早期唱片机就是以这样的形式发生的,唱片上有一圈圈不规则的沟槽。当唱片转动时,唱针随着划过的沟槽振动,这样就把
记录的声音重现出来。随着技术的进步,人们还发明了用磁带和激光唱盘记录声音的方法。
声音的传播
    声音怎样向远处传播?
    声的传播需要物质,物理学中把这样的物质叫做介质。
    但是有时候好像没有介质也能听到声音。比如雷声,似乎没有什么东西把它传递来呀。雷声的传播不需要介质吗?
    空气也是传声的介质。如果云和我们的耳朵之间是真空,大家就听不到雷声了。我们周围充满了空气,空气为人类、动物传递信息提供了便利条件,想一想,地球上的动物大多具有听觉,是否与此相关?
    声在空气中怎样传播呢?以击鼓为例:鼓面向左振动时压缩左侧的空气,使得这部分空气变密;鼓面向右振动时,又会使左侧的空气变稀疏。鼓面不断左右振动,空气中就形成了疏密相间的波动,向远处传播。这个过程跟水波的传播相似。用一支铅笔不断轻点水面,水面就会形成一圈一圈的水波,不断向远处传播。因此,声以波的形式传播者,我们把它叫做声波。
想想议议
    我们已经知道固体和气体都可以传声。那么,声能在液体中传播吗?你能出事实或做实验来支持你的说法吗?
声速
  对着高墙或山崖喊话,要过一会儿才能听到回声,这说明生的传播需要一定的时间,声传播的快慢用声速描述,它的大小等于声在每秒内传播的距离。声速的大小跟介质的种类有关,还跟介质的温度有关,15℃时空气中的声速是340m/s
想想做做
    全班同学分成若干小组,每组想出一个测量声速的方法,并实际测量。通过评估看看哪个组的方法更合适,测得的声速更接近当时的真实值。
《声音的特性》
音调
  我们接触到得声音各种各样,有的听起来音调高,有的听起来音调低,声音为什么会有音调高低的不同?什么因素决定音调的高低?
  物体振动得快,发出的音调就高,振动得慢,发出的音调就低。可见发声体振动得快慢是一个很重要的物理量,它决定着音调的高低。物理学中用每秒内振动得次数——频率来描述
物体振动得快慢,频率决定声音的音调。频率的单位为赫兹,简称赫,符号为HZ。物体在1s的时间里如果振动100次,频率就是100Hz
    人们感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围从20Hz20000Hz。人们把高于20000Hz的声音叫做超声波,因为它们已超过人类听觉的上限;把低于20Hz的声音叫做次声波,因为它们已低于人类听觉的下限。
    动物的听觉范围通常和人不同。一些动物对高频声波反映灵敏。或许你曾经注意过,有时在你认为很静、没有任何声音时,猫却突然表现得非常警觉。猫能够听到的频率的范围是60--65000Hz,狗能够听到的频率范围是15~50 000Hz,海豚能听到声音的上限是150 000Hz.
    有些动物对低频声波有很好的反应。还记得吗,本章开始时说过“大象可以用人类听不到的‘声音’进行交流”,实际上,大象的语言声音对人类来说是一种次声波。大自然的许多活动,如地震、火山喷发、台风、海啸等,都伴有次声波产生。一些机器在工作时,也会产生人耳听不到的次声波。有些次声波对人体的健康有害。
    声音的波形可以在示波器上展现出来。
想想议议
    振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声?
响度
    声音又音调的不同,也有强弱的不同。例如,用力击鼓比轻击鼓产生的声音大。物理学中,声音的强弱叫做响度。什么因素决定声音的响度呢?
    物理学中用振幅来描述物体振动得幅度。物体的振幅越大,产生声音的响度越大。

    频率的高低决定声音的音调,振幅的大小决定声音的响度。但是,不同物体发出的声音,即便音调和响度相同,我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特征中还有一个因素时十分重要的。它就是音。不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音也就不同。
想想做做
    音调和响度相同、音不同的声音,它们的波形有什么区别?声速更接近当时的真实值。课本内容
噪声的危害和控制》
    优美的乐音令人心情舒畅,而杂乱的声音——噪声则令人心烦意乱。噪声是严重影响我们生活的污染之一。噪声是怎样产生的?它对人有哪些危害?怎样才能有效地放置或减弱噪声?

噪声的来源
    噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。
    演示  观察噪声的波形
    利用示波器观察铁钉刮玻璃时产生的噪声的波形,并与音叉声音的波形做比较。
    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,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声,从这个意义上说,噪声的来源是非常多的。街道上的汽车声、安静的图书馆里的说话声、建筑工地的机器声,以及邻居电视机过大的声音,都是噪声。
噪声强弱的等级和危害
    人们以分贝为单位来表示声音强弱的等级。0dB是人刚能听到的嘴微弱的声音;30-40dB是较为理想的安静环境;70dB会干扰谈话,影响工作效率;长期生活在90dB以上的噪声环境中,听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病;如果突然暴露在高达150dB的噪声环境中,鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力。
    为了保护听力,声音不能超过声的利用90dB;为了保证工作和学习,声音不能超过70dB;为了保
证休息和睡眠,声音不能超过50dB
控制噪声
    噪声会严重影响人们的工作和生活,因此控制噪声十分重要。我们知道,声音从产生到引起听觉有这样三个阶段:
    声源的振动产生声音——空气等介质的传播——鼓膜的振动
    因此,控制噪声也要从这三个方面着手,即
    放置噪声产生——阻断噪声的传播——防止噪声进入耳朵。
    由于噪声严重影响人们的工作和生活,因此人们把噪声叫做“隐形杀手”。现代的城市把控制噪声列为环境保护的重要项目之一。我国许多城市都制成了针对不同环境的声强级控制标准,在需要安静环境的医院、学校和科学研究部门附近,有禁止鸣喇叭的标志。
想想议议
    过节燃放鞭炮是我国的传统。近年来,许多大城市采取了一些禁止性的办法。从环境保护以及喜庆的角度,发表你对此事的看法,并且根据所学的知识,提出更合理的建议。
课本内容
《声的利用》
声与信息
    远处隆隆的雷声预示着一场可能的大雨;铁路工人用铁锤敲击钢轨,会从异常的声音中发出松动的螺栓;医生通过听诊器可以了解病人心、肺的工作状况;古代雾中航行的税收通过号角的回声能够判断悬崖的距离。这些都是声传递信息的例子。实际上,通过声所能获得的信息远不止这些。
    蝙蝠通常只在夜间出来活动、觅食。但它们从来不会撞到墙壁、树枝上,并且能以很高的精度确认目标。它们的这些“绝技”靠的是什么?原来蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置和距离。它们甚至还能通过反射回来的声波判断出是蛾子还是苍蝇呢!
    蝙蝠采用的方法叫做回声定位,根据回声定位的原理,科学家发明了声呐。利用声呐系统,人们可以探知海洋的深度,绘出水下数千米处的地形图。捕鱼时渔民利用声呐来获得水中鱼的信息。
    中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径,其中“闻”就是听。这是利用声音诊病的最早的例子。现在,利用超声波可以更准确地获得人体内部疾病的信息。医生向病人体内发射超声波,同时接受体内脏器的反射波,反射波所携带的信息通过处理后显示在屏幕上。这就是平
时说的“B超”。超声探查对人体没有伤害。利用超声波为孕妇作常规检查,可以确定胎儿的发育状况。
声与能量
    把一块石头扔进水里,可以看到一圈一圈的波纹向四周散去,水面上的树叶也随之起伏。我们说,石头的能量通过水波传给了树叶。声波是一种波动,那么,声波能传递能量吗?
    演示  声波能传递能量吗?
    去掉罐头盒两端的盖子,给一端蒙上橡皮膜,并用橡皮筋扎紧。对着和面敲橡皮膜。火焰会摇动吗?
    声波传递能量的性质可以应用在很多方面。
    声波可以用来清洗中标等精细的机械。把被清洗的物体放在清洗液里,超声波穿过液体并引起激烈的振动,振动把物体上的污垢敲击下来而不会损坏被洗的物体。使用超声波是因为它产生的振动可闻声更加强烈。
    外科医生可以利用超声振动出去人体内的结石。向人体内的结石发射超声波,结石会被击成细小的粉末,从而可以顺畅地派出体外。