聲音的產(chǎn)生與傳播北師大版八年級物理HERE春招宣講|招聘介紹|人才招聘|職位宣傳SPEAKERNAMEANDTITLE20XX0101企業(yè)招聘REPORTEDBYBAOTUWANG聲音的產(chǎn)生現(xiàn)象觀察01PART021423生活中的聲音實例說話聲源自我們喉嚨中的聲帶振動。當(dāng)我們說話時，聲帶閉合再打開，使空氣快速通過，從而引發(fā)聲帶振動并產(chǎn)生聲音，這是人類交流的重要發(fā)聲方式。說話聲的產(chǎn)生源不同樂器以不同方式振動發(fā)聲。如箜篌靠弦振動，木琴靠木條振動，賈湖骨笛靠空氣柱振動。樂器通過特定部分振動產(chǎn)生美妙旋律。樂器發(fā)聲的振動自然界有諸多發(fā)聲現(xiàn)象，如鳥鳴聲是鳥兒聲帶振動產(chǎn)生，風(fēng)聲是空氣流動振動形成，還有瀑布聲是水流沖擊產(chǎn)生振動發(fā)出聲響。自然界發(fā)聲現(xiàn)象經(jīng)大量觀察和實驗發(fā)現(xiàn)，物體發(fā)聲的共同點是處于振動狀態(tài)，像說話時聲帶振動，擊鼓時鼓面振動，一切發(fā)聲物體都在振動。物體發(fā)聲共同點人說話依靠聲帶振動。呼吸時聲帶打開讓空氣流通，說話時聲帶閉合留小縫隙，氣流通過使聲帶振動，進而產(chǎn)生我們能聽到的說話聲。聲帶振動說話01020403振動是發(fā)聲的本質(zhì)擊鼓時，鼓面的振動帶動周圍空氣振動從而發(fā)聲。在鼓面上撒紙屑，會看到紙屑跳動，這直觀展現(xiàn)了鼓面的振動，說明聲音由鼓面振動產(chǎn)生。鼓面振動發(fā)聲敲擊音叉使其發(fā)聲，音叉振動不明顯。將懸掛的乒乓球與音叉接觸，敲擊音叉時乒乓球被彈起，通過這種轉(zhuǎn)換法能明顯看出音叉在振動。音叉振動實驗大量實驗表明，聲音由物體振動產(chǎn)生。當(dāng)物體振動停止時，發(fā)聲也隨之停止，如按住發(fā)聲的音叉，音叉停止振動，聲音也消失了。振動停止聲停固體可作為聲源發(fā)聲，如敲鼓時鼓面振動發(fā)聲，鼓面是聲源；彈奏箜篌靠弦的振動發(fā)聲，弦是聲源；敲擊木琴，木條振動發(fā)聲，木條是聲源。固體聲源舉例聲源的定義與分類液體也能成為聲源，潺潺的流水聲是由水的振動產(chǎn)生，此時水是聲源；花樣游泳時運動員能在水下聽到音樂，說明水可以傳播聲音，也表明水可作為聲源。液體聲源舉例生活中有很多氣體聲源，比如風(fēng)聲是空氣振動發(fā)聲，它能帶來不同強度的呼嘯聲；還有管制樂器，靠里面的空氣柱振動發(fā)聲，能演奏出美妙的音樂。氣體聲源舉例聲源是正在發(fā)聲的物體，振動的氣體、液體和固體都能成為聲源。其基本特征是通過自身振動產(chǎn)生聲音，振動停止，發(fā)聲也停止。聲源基本特征聲音產(chǎn)生的科學(xué)原理03PART041423物體振動產(chǎn)生聲音機械振動是物體在平衡位置附近做往復(fù)運動，比如鐘擺的擺動、琴弦的顫動等。這種振動是聲音產(chǎn)生的基礎(chǔ)。機械振動的定義振動的物體具有能量，它會帶動周圍介質(zhì)的分子振動，從而將能量傳遞出去。就像音叉振動時，周圍空氣分子也跟著振動，實現(xiàn)能量傳遞。振動能量傳遞聲源振動使周圍介質(zhì)壓縮和膨脹，形成疏密相間的波動，這種波動以波的形式向外傳播就形成了聲波。例如鼓面振動，使周圍空氣形成疏密波。聲波的形成過程物體振動是產(chǎn)生聲波的根源，當(dāng)物體振動時會帶動周圍介質(zhì)分子振動，這種振動以疏密相間的形式向四周傳播，從而形成聲波，反映出振動與聲波的因果關(guān)系。振動與聲波關(guān)系振動頻率是衡量物體每秒振動次數(shù)的物理量，其高低直接影響音調(diào)。頻率越高，聲音音調(diào)越高；頻率越低，音調(diào)越低，如高音區(qū)音符對應(yīng)高頻率振動。振動頻率決定音調(diào)01020403聲源的振動分析振幅是物體振動時偏離平衡位置的最大距離，其大小影響聲音的強弱程度。振幅越大，聲音越響亮；振幅越小，聲音就越微弱，像大聲呼喊和輕聲細(xì)語對比鮮明。振幅決定聲音響度不同物體的振動波形不同，這種獨特性決定了聲音的音色。即使音調(diào)和響度相同，不同波形產(chǎn)生的聲音也能被人耳區(qū)分，古箏與鋼琴音色截然不同就是例證。振動波形與音色在發(fā)聲領(lǐng)域存在多種典型振動模式，比如弦的振動、空氣柱的振動等。這些振動模式產(chǎn)生不同特征的聲音，弦振動廣泛用于弦樂器，空氣柱振動則用于管樂器。典型振動模式聲音傳播的條件探究05PART06固體具有良好的傳聲能力，比如我們把耳朵貼在桌面上，能清晰聽到輕刮桌面的聲音，鐵軌也能讓遠處列車行駛聲傳至我們耳中。固體能傳播聲音聲音傳播需要介質(zhì)液體也可作為聲音傳播的介質(zhì)，像花樣游泳運動員在水中能聽到音樂聲，說明水這種液體可以將聲音傳遞給運動員。液體能傳播聲音氣體是常見的聲音傳播介質(zhì)，平時我們能聽到他人說話、鳥鳴等聲音，就是因為空氣這種氣體把聲音傳播到我們耳朵里。氣體能傳播聲音實驗表明，在玻璃罩中隨著空氣被抽出，鬧鐘鈴聲逐漸變小，若達到真空狀態(tài)將聽不到鈴聲，這說明真空無法傳播聲音。真空不能傳聲1423傳播介質(zhì)的差異介質(zhì)密度對聲音傳播影響顯著，一般密度越大，聲音傳播越快。因為密度大時分子間距小，利于聲音振動能量快速傳遞。介質(zhì)密度的影響介質(zhì)狀態(tài)對聲音傳播影響顯著。固體、液體、氣體作為不同狀態(tài)的介質(zhì)，傳聲能力有別。一般而言，固體傳聲快且效果好，液體次之，氣體相對較弱，這與介質(zhì)分子間距等因素有關(guān)。介質(zhì)狀態(tài)的影響溫度會影響聲音的傳播。通常在同種介質(zhì)中，溫度越高，聲速越大。比如在空氣中，溫度升高，空氣分子運動加劇，更利于聲音傳播，使聲速變快。溫度對傳播影響聲音傳播方向并非單一。它會向四面八方傳播，不過在傳播過程中，若遇到障礙物，會發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，從而改變傳播方向，還會受介質(zhì)分布等因素影響。聲音傳播的方向聲音傳播的實驗探究07PART08本次真空不能傳聲實驗需用到的器材有密封玻璃罩、鬧鐘、抽氣機等。玻璃罩用于模擬真空環(huán)境，鬧鐘作為聲源發(fā)聲，抽氣機可抽出罩內(nèi)空氣，以便觀察聲音傳播變化。實驗器材展示01020403真空不能傳聲實驗首先將正在發(fā)聲的鬧鐘放入密封玻璃罩內(nèi)，讓學(xué)生清晰聽到聲音。接著啟動抽氣機，緩慢抽出罩內(nèi)空氣，過程中引導(dǎo)學(xué)生注意聲音的變化。最后停止抽氣，打開玻璃罩，對比前后聲音差異。實驗步驟說明在真空不能傳聲實驗中，關(guān)鍵現(xiàn)象有抽氣時，聽到的聲音逐漸變?。贿M氣時，聲音又逐漸變大，這些體現(xiàn)了空氣量與聲音傳播的關(guān)聯(lián)。關(guān)鍵現(xiàn)象觀察通過該實驗可分析得出，聲音傳播需要介質(zhì)，氣體能傳聲，而隨著空氣被抽出，聲音變小，推理可知真空不能傳聲，這是聲音傳播的重要條件。實驗結(jié)論分析可設(shè)計用桌子傳聲實驗，一人輕刮桌面，另一人耳朵貼桌能聽到聲音；還可用土電話等，這些都能證明固體是可以傳播聲音的。固體傳聲實驗不同介質(zhì)傳聲對比花樣游泳運動員在水中能聽到音樂聲，說明液體能傳聲；也可在水中敲擊物體，在水面上聽聲音，以此驗證液體傳聲特性。液體傳聲實驗平時我們能聽到周圍的各種聲音，就是聲音通過空氣這種氣體傳播的；還可用玻璃罩內(nèi)鬧鐘實驗，有空氣時能聽到聲音，證明氣體可傳聲。氣體傳聲實驗固體、液體和氣體都能傳聲，但效果不同。一般而言，固體傳聲最快且效果好，液體次之，氣體最慢。比如“紙杯電話”，能體現(xiàn)固體傳聲優(yōu)勢。傳聲效果比較1423聲波可視化實驗用水波類比聲波，水波在水面?zhèn)鞑?，有波峰和波谷。聲波類似，也是一種波動。通過觀察水波，能更直觀理解聲波的傳播特點和形式。水波類比實驗借助示波器可清晰觀察聲波波形。不同聲音的波形不同，從波形能分析出聲音的音調(diào)、響度和音色等特征，幫助我們深入認(rèn)識聲音特性。示波器觀察波形通過專門的演示設(shè)備可直觀看到聲波振動。它展示了聲源振動如何帶動周圍介質(zhì)形成疏密相間的波動，利于學(xué)生理解聲波的形成過程。聲波振動演示聲波在傳播過程中會傳遞能量。如超聲波能碎石、清洗物品，說明聲波攜帶能量。波的能量傳遞與振幅等因素有關(guān)，振幅越大，能量越強。波的能量傳遞聲速及其影響因素09PART10聲速指的是聲音在介質(zhì)中傳播的速度，它體現(xiàn)了聲音傳播的快慢程度，反映了聲音在一定時間內(nèi)傳播距離的能力。聲速的定義01020403聲速的基本概念聲速常用單位有米/秒、千米/小時等。1米/秒等于3.6千米/小時，通過這樣的換算可在不同場景下方便使用聲速數(shù)據(jù)。常用單位換算在15℃的空氣中，聲速大約是340米/秒。不過聲速會受空氣狀況影響，不同溫度、濕度下數(shù)值會有所不同?？諝庵新曀僦德曀儆嬎愎綖関=s/t，其中v代表聲速，s是聲音傳播的距離，t為傳播所用時間，利用此公式可計算聲速相關(guān)問題。聲速計算公式不同種類的介質(zhì)對聲速影響顯著，一般來說，固體中聲速較快，液體次之，氣體較慢，這是由介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和分子特性決定的。介質(zhì)種類影響影響聲速的因素介質(zhì)溫度對聲速影響顯著，一般來說，溫度越高，聲速越快。因為溫度升高，介質(zhì)分子運動加劇，利于聲音傳播。如常溫下空氣聲速約340m/s，溫度改變聲速也會變化。介質(zhì)溫度影響介質(zhì)密度影響聲速，通常密度大的介質(zhì)中聲速較快。這是因為密度大時分子間距小，聲音傳播時能量傳遞更高效。不過也有特殊情況，需綜合考慮介質(zhì)其他特性。介質(zhì)密度影響介質(zhì)狀態(tài)不同，聲速有別。固體中聲速快，液體次之，氣體最慢。不同狀態(tài)下分子排列和運動方式不同，影響聲音傳遞效率，進而導(dǎo)致聲速差異。介質(zhì)狀態(tài)影響1423不同介質(zhì)聲速比較固體中聲速快，是因其分子排列緊密，聲音傳播時分子間作用力強，能量傳遞迅速。比如鋼鐵中聲速可達3000m/s以上，利于聲音快速傳播。固體中聲速快液體中聲速僅次于固體，液體分子間距比固體大，分子活動較自由。聲音傳播時雖也能較好傳遞能量，但效率不如固體，所以聲速排第二。液體中聲速次聲音在氣體中的傳播速度相對較慢。由于氣體分子間距大且活動較自由，振動傳遞困難，相比固體和液體，其聲速最慢，如常溫空氣聲速約340m/s。氣體中聲速慢不同介質(zhì)中聲速差異明顯，常溫下空氣中聲速約340m/s，水中約1500m/s，鋼鐵中超3000m/s，清晰體現(xiàn)出固體聲速快、液體次之、氣體最慢的特點。具體數(shù)值對比回聲現(xiàn)象及其應(yīng)用11PART12聲波反射指聲波在傳播過程中遇到障礙物時，部分聲波改變傳播方向，返回原介質(zhì)的現(xiàn)象，這是一種常見的聲學(xué)現(xiàn)象，在生活中有諸多體現(xiàn)。聲波反射定義01020403回聲的產(chǎn)生原理反射形成需有障礙物阻擋聲波傳播，且障礙物尺寸要足夠大，能有效反射聲波，同時介質(zhì)分界面要相對清晰，才能使反射現(xiàn)象明顯。反射形成條件要使回聲清晰，回聲與原聲的時間間隔需大于0.1s傳入人耳，且障礙物反射性能要好，聲音強度足夠，環(huán)境干擾小，這樣人耳才能清晰分辨回聲?；芈暻逦髸r間差計算是回聲問題關(guān)鍵，人耳區(qū)分回聲與原聲，回聲和原聲時間差要超0.1s，可結(jié)合聲速和路程，用公式算出具體時間差。時間差的計算測距基本原理基于回聲現(xiàn)象，聲音發(fā)出遇障礙物反射回來，測出發(fā)出到接收聲音的時間，結(jié)合聲速，就能算出聲音傳播的路程，進而得到距離。測距基本原理回聲的測量應(yīng)用從速度公式v=s/t出發(fā)，回聲測距中聲音走了往返路程，設(shè)距離為s，聲速v，時間t，則2s=vt，所以距離s=vt÷2，這就是推導(dǎo)過程。公式推導(dǎo)過程實際應(yīng)用中，比如測量海底深度，向海底發(fā)射聲音信號，記錄回聲時間，用回聲測距公式就能算出深度；還能測山谷寬度等。實際應(yīng)用示例計算時要注意聲速取值，不同介質(zhì)、溫度聲速不同；時間是聲音往返時間；單位要統(tǒng)一，確保計算準(zhǔn)確，避免因這些細(xì)節(jié)出錯。計算注意事項1423超聲波及其應(yīng)用超聲波具有頻率高、波長短的特點，其方向性良好，近乎沿直線傳播，易發(fā)生反射，在水中能傳播較遠的距離，且穿透能力很強，還具備強大的振蕩、沖擊和破壞作用。超聲波特性在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，利用超聲波在不同組織交界面上會反射的特性，借助反射和回波形成人體組織結(jié)構(gòu)的圖象，從而獲得人體內(nèi)器官或胎兒的圖像信息，輔助醫(yī)生診斷病情。醫(yī)學(xué)診斷應(yīng)用工