第一章《声现象》基础知识
一、声音的产生和传播
1、声音的产生
(1)一切发声的物体都在不停地振动;振动停止,声音也消失。
说明:声音是由物体的振动产生的。
例:人说话——声带的振动;
鸟鸣——鸣膜的振动;
蟋蟀的叫声——左右翅互相摩擦振动;
打击乐器发声——乐器本身的振动;
管乐器发声——空气柱的振动;
弦乐器发声——弦的振动。
(2)声音的记录:记录振动。
(3)声音的还原:重现振动。
2、声音的传播
(1)传播规律:
声音以声波的形式在介质中传播。
① 一切固体、液体和气体都能充当传声介质。
② 真空不能传声。
③ 声音的传播形式——声波。
(2)声速
①声速是描述声传播快慢的物理量,其大小等于声在每秒内传播的距离。 ②声速的大小与介质的种类有关,还跟介质的温度有关。
15℃时空气中的声速为340m/s 。
③固体、液体中的声速比空气中的声速大。
3、声音的反射
(1)回声的产生——声音的反射。
(2)听到回声的条件:
回声到达人耳比原声到达人耳晚0.1秒以上,或发声体距障碍物的距离超过17m 。 如果回声到达人耳比原声晚不到0.1秒,回声和原声混在一起,回声加强原声。
(3)回声的利用——测距
例:①测海底的深度。
需要知道:声音在海水中的传播速度v 。
需要测出:声音在海水中传播的时间t 。 计算公式:vt h 2
1 。 ②测冰山的距离。
③测敌方潜水艇的远近。
二、听到声音的条件
1、人耳的构造
耳廓、外耳道、鼓膜、听小骨、听觉神经。
2、听到声音的条件
三有:有声源、有传声的介质、有接收声音的器官。
3、骨传导
声音通过头骨、颌骨传导的方式叫骨传导。
三、乐音的特征
1、音调
(1)声音的高低叫音调。
(2)音调由发声体振动的频率决定:频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
频率:表示物体振动快慢的物理量。物理学中把物体每秒种内振动的次数叫做频率。其单位为赫兹(Hz)。
(3)人的发声频率范围:85Hz~1100Hz。
(4)人的听觉频率范围:20Hz~20000Hz。
(5)超声波和次声波
高于20000Hz的声音叫超声波;低于20Hz的声音叫次声波。
2、响度
(1)声音的大小叫响度。
(2)响度与振幅有关,也与距离发声体的远近有关。
振幅越大,响度越大;距离发声体越近,响度越大。
振幅表示物体振动的幅度。
3、音
(1)声音的品质为音。
(2)音由发声体本身决定。
不同的材料,同一材料的不同结构,具有不同的音。
四、噪声的危害和控制
1、噪声的来源
声的利用(1)从物理学的角度看:噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。
(2)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起干扰作用的声音都属于噪声。
2、声音的等级和危害
(1)人们用分贝(dB)为单位来表示声音强弱的等级。
(2)30~40dB是较为理想的安静环境。
(3)为保护听力,应控制声音不超过90dB;为保证工作和学习,应控制声音不超过70dB;为保证休息和睡眠,应控制声音不超过50dB。
3、控制噪声的途径
(1)防止噪声的产生——在声源处减弱。
(2)阻断噪声的传播——在传播过程中减弱。
(3)防止噪声进入人耳——在人耳处减弱。
五、声的利用
1、利用声音获得信息。
例:雷声——大雨;
敲击钢轨——发现松动的螺栓;
医生用听诊器——了解心、肺的工作情况;
水手通过号角——判断悬崖的距离;
蝙蝠——回声定位;
声呐探测海洋深度;
声呐探测鱼。
2、声与能量。
利用声可传递能量。
例:清洗精细的机械;
碎结石。
第二章《光现象》基础知识
一、光的传播
1、光源
(1)光源的定义:
凡是发光的物体叫做光源。月亮不是光源。
(2)光源的分类:
自然光源和人造光源。
2、光的传播规律
光在均匀介质中沿直线传播。
3、光线
用一条带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫光线。
4、光现象的解释及应用
例:激光准直;日食月食的形成;影子的形成等等。
5、光的传播速度
(1)真空中的光速是宇宙中最快的速度。
c=3×108m/s=3×105km/s
(2)光在空气中的速度比c略小,常取3×105km/s。
(3)光在水中的速度是c的3/4;光在玻璃中的传播速度为c的2/3。
6、小孔成像
(1)成像原理:光的直线传播。
(2)像的性质:倒立的实像。
像的大小由物体到孔的距离和光屏到孔的距离决定。
(3)像的形状由物体的形状决定,与孔的形状无关。
7、光年
光在一年内传播的距离为1光年,光年为长度单位,不是时间单位。
二、光的反射
1、光的反射的定义
光射到物体的表面,有一部分光会被物体的表面反射回去,这种现象叫光的反射。
2、几上基本概念
入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角。
3、光的反射定律
(1)反射光线跟入射光线和法线在同一平面内(三线共面);
(2)反射光线与入射光线分居法线的两侧(二线分居);
(3)反射角等于入射角(两角相等)。
4、光的反射类型
(1)光的反射种类:
镜面反射和漫反射。
(2)镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
5、光在反射时具有可逆性
三、平面镜成像
1、平面镜成像特点
(1)平面镜所成的像为虚像;
(2)像和物体的大小相等;
(3)像和物体到镜面的距离相等;
(4)像和物体的连线垂直于镜面。
2、平面镜成像原理
光的反射定律。
3、平面镜的应用
改变光的传播方向和成像。
四、球面镜
1、球面镜的种类
凸面镜(凸镜)和凹面镜(凹镜)。
2、凸面镜
(1)对光有发散作用。
(2)有一个虚焦点。
(3)应用:
作观后镜扩大视野(成正立缩小的虚像)。
3、凹面镜
(1)对光有会聚作用。
(2)有一个实焦点。
(3)应用:
太阳炉、太阳灶等。
五、光的折射
1、光的折射的定义
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向通常会改变,这种现象叫做光的折射。
2、光的折射的规律:
(1)折射光线与入射光线和法线在同一平面内;
(2)折射光线与入射光线分居法线的两侧;
(3)当光从空气斜射入透明介质时,折射光线向法线方向偏折(折射角小于入射角);当光从透明介质斜射入空气时,折射光线偏离法线(折射角大于入射角)。
3、光从一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向不改变。
4、光在折射时,光路是可逆的。
5、光的折射的成像
(1)成像原理:光的折射。
(2)成像规律:
从空中看水中的物体,看到的是一个变浅的虚像;从水中看空中的物体,看到的是一个变高了的虚像。
六、光的散
1、光的散
太阳光经三棱镜被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种光,这就是光的散。
2、光的散说明白光是由七种光混合而成的。
3、光三原
红、绿、蓝。
4、颜料三原
品红、黄、青。
5、物体的颜
(1)透明物体的颜由它透过的光决定。
(2)不透明物体的颜由它反射的光决定。
七、看不见的光
1、光谱
把太阳光分解成的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜的光按顺序排列起来,
就是光谱。
2、红外线
(1)红光之外的不可见光为红外线。
(2)特点:热作用强。
(3)应用
例:拍片帮助诊断疾病;红外线夜视仪;电器设备的遥控等。
3、紫外线
(1)紫光之外的不可见光为紫外线。
(2)特点:生理作用强。
(3)应用
例:防伪验钞;紫外灯灭菌等。
(4)适当的紫外线照射有利于人体合成维生素D,维生素D能促进身体对钙的吸收;过量的紫外线照射对人体十分有害,轻则使皮肤粗糙,重则引起皮肤癌。
(5)太阳光是天然紫外线的最重要来源。