八年級物理滬科版33《超聲與次聲》

1、滬科版新教材同步教學(xué)課件滬科版新教材同步教學(xué)課件測一測你聽覺的頻率范圍測一測你聽覺的頻率范圍 復(fù)習(xí)：前面我們學(xué)習(xí)了聲音的三個特征，它們分復(fù)習(xí)：前面我們學(xué)習(xí)了聲音的三個特征，它們分別與哪些因素有關(guān)呢？別與哪些因素有關(guān)呢？ 聲音的響度與聲源振動的幅度有關(guān)，還與距離聲聲音的響度與聲源振動的幅度有關(guān)，還與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)；音調(diào)的高低與聲源振動的頻率有關(guān)；源的遠(yuǎn)近有關(guān)；音調(diào)的高低與聲源振動的頻率有關(guān)；音色與發(fā)聲體的材料和結(jié)構(gòu)有關(guān)。音色與發(fā)聲體的材料和結(jié)構(gòu)有關(guān)。是不是所有的聲音人耳都能聽見呢？是不是所有的聲音人耳都能聽見呢？ 比較比較 測量到的同學(xué)們的聽覺范圍，人一般只能測量到的同學(xué)們的聽覺范圍，人一般

2、只能聽到多少赫茲的聲音呢？聽到多少赫茲的聲音呢？ 程序1程序2一、次聲波和超聲波一、次聲波和超聲波1. 1.可聞聲波：人耳能聽到的聲波可聞聲波：人耳能聽到的聲波. .其頻率范圍大致在其頻率范圍大致在20Hz-20000Hz20Hz-20000Hz之間之間2.2.超聲波：頻率高于超聲波：頻率高于20000Hz20000Hz的聲波的聲波 不能引起人類聽覺器官的感覺不能引起人類聽覺器官的感覺3.3.次聲波次聲波( (又稱亞聲波又稱亞聲波) )：頻率低于：頻率低于20Hz20Hz的聲波的聲波不能引起人類聽覺器官的感覺不能引起人類聽覺器官的感覺大多數(shù)人能聽到的聲音的頻率范圍大約是大多數(shù)人能聽到的聲音的頻

3、率范圍大約是20202000020000次秒，次秒，蒼蠅飛行時的每秒振翅次數(shù)在聽覺范圍內(nèi)，而蝴蝶的每秒振翅蒼蠅飛行時的每秒振翅次數(shù)在聽覺范圍內(nèi)，而蝴蝶的每秒振翅次數(shù)小于最低限次數(shù)小于最低限2020次秒，所以能發(fā)覺蒼蠅的飛行而不能發(fā)次秒，所以能發(fā)覺蒼蠅的飛行而不能發(fā)覺蝴蝶的飛行覺蝴蝶的飛行蒼蠅飛行的每秒振翅蒼蠅飛行的每秒振翅147147200200次，蝴蝶飛行時每秒次，蝴蝶飛行時每秒振翅振翅5 56 6 次，為什么你憑聽覺能發(fā)覺飛行中的蒼蠅，次，為什么你憑聽覺能發(fā)覺飛行中的蒼蠅，卻不能憑聽覺發(fā)覺飛行中的蝴蝶？卻不能憑聽覺發(fā)覺飛行中的蝴蝶？一些動物的聽覺大大優(yōu)于人類的聽覺。如貓、狗和一些動物的聽覺

4、大大優(yōu)于人類的聽覺。如貓、狗和狐貍卻能聽到音頻每秒鐘高于狐貍卻能聽到音頻每秒鐘高于6000060000次的聲音，至次的聲音，至于老鼠、蝙蝠、鯨魚和海豚，可以發(fā)射和接收音頻于老鼠、蝙蝠、鯨魚和海豚，可以發(fā)射和接收音頻每秒鐘超過每秒鐘超過100000100000次的超聲波。次的超聲波。 你知道蝙蝠是怎樣判斷目你知道蝙蝠是怎樣判斷目標(biāo)的位置的嗎？標(biāo)的位置的嗎？蝙蝠是通過發(fā)出超蝙蝠是通過發(fā)出超聲波，然后接收回聲波，然后接收回聲來導(dǎo)航的。聲來導(dǎo)航的。除了超聲波，動物們還能聽到音頻每除了超聲波，動物們還能聽到音頻每秒鐘只有秒鐘只有1010次或不到次或不到1010次的次聲波，次的次聲波，次聲波不僅我們的耳朵

5、聽不出來，就次聲波不僅我們的耳朵聽不出來，就是地震儀器也極少可能把它測定出來。是地震儀器也極少可能把它測定出來。因此，它們能遙感得出數(shù)百公里之外因此，它們能遙感得出數(shù)百公里之外雷電和洋底海嘯時發(fā)出的次聲波。雷電和洋底海嘯時發(fā)出的次聲波。在我國北方干燥的冬季，在我國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動會使罐中的水破碎成烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)空氣的濕度。這就是超聲波加空氣的濕度。這就是超聲波加濕器的原理。濕器的原理。二、超聲波二、超聲波（1 1）應(yīng)用于

6、生活）應(yīng)用于生活: :超聲波加濕器超聲波加濕器1特點：特點：由于它的頻率高，因此具有以下特點：（由于它的頻率高，因此具有以下特點：（a）方向性）方向性好，幾乎沿直線傳播；（好，幾乎沿直線傳播；（b）穿透能力強，（）穿透能力強，（c）在媒質(zhì)中傳播）在媒質(zhì)中傳播時能產(chǎn)生巨大的作用力，可以用來為硬質(zhì)材料做切割、鑿孔時能產(chǎn)生巨大的作用力，可以用來為硬質(zhì)材料做切割、鑿孔等等應(yīng)用應(yīng)用金屬零件、玻金屬零件、玻璃和陶瓷制品璃和陶瓷制品的除垢是件麻的除垢是件麻煩事如果在煩事如果在放有這些物品放有這些物品的清洗液中通的清洗液中通入超聲波，清入超聲波，清洗液的劇烈振洗液的劇烈振動沖擊物品上動沖擊物品上的污垢，能夠的

7、污垢，能夠很快清洗干凈。很快清洗干凈。用超聲波消毒滅菌也是有效用超聲波消毒滅菌也是有效的例如用超聲波來給牛奶的例如用超聲波來給牛奶消毒，效果良好，而且能避消毒，效果良好，而且能避免 煮 沸 法 對 營 養(yǎng) 成 分 的 破免 煮 沸 法 對 營 養(yǎng) 成 分 的 破壞壞超聲波消毒爐超聲波消毒爐對于咽喉炎、氣管炎對于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥力很難達(dá)等疾病，藥力很難達(dá)到患病的部位。利用到患病的部位。利用加濕器的原理，把藥加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，液霧化，讓病人吸入，能夠增進(jìn)療效。能夠增進(jìn)療效。 （2 2）應(yīng)用于醫(yī)學(xué)）應(yīng)用于醫(yī)學(xué)超聲波霧化器超聲波霧化器利用超聲波的巨大能量還利用超聲波的巨大能

8、量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎超聲波體外碎石機超聲波體外碎石機 人體各個內(nèi)臟人體各個內(nèi)臟的表面對超聲波的的表面對超聲波的反射能力是不同的，反射能力是不同的，健康內(nèi)臟和病變內(nèi)健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不臟的反射能力也不一樣。一樣。 平常說的平常說的“B B超超” ” (B(B型超聲儀型超聲儀) )就是根據(jù)內(nèi)臟反射就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造影，的超聲波進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變。的病變。彩色彩色B型超聲診斷儀（胃腸檢查）型超聲診斷儀（胃腸檢查）B B 超超 檢檢 查查 胎胎 兒兒 健健 康康 情情 況況利用超聲波作用于人體利用超聲波作用于人體時機體細(xì)

9、胞受到振蕩和時機體細(xì)胞受到振蕩和刺激，可起按摩作用，治刺激，可起按摩作用，治療神經(jīng)痛等疾患療神經(jīng)痛等疾患超聲波按摩棒超聲波按摩棒超聲波按摩泡腳盤超聲波按摩泡腳盤（3 3）應(yīng)用于工業(yè)）應(yīng)用于工業(yè)用超聲波檢測建筑有無損害用超聲波檢測建筑有無損害. .用超聲波來測量物體厚度用超聲波來測量物體厚度. .超聲波探傷，由于超聲波的穿透超聲波探傷，由于超聲波的穿透能力很強，可以制成超聲波探傷能力很強，可以制成超聲波探傷儀，用來探查金屬內(nèi)部的缺陷儀，用來探查金屬內(nèi)部的缺陷超聲波探傷儀超聲波探傷儀 超聲波在水中傳播的超聲波在水中傳播的距離要比光波和無線電波距離要比光波和無線電波遠(yuǎn)得多。遠(yuǎn)得多。 水聲測位儀既能發(fā)

10、出水聲測位儀既能發(fā)出短促的超聲波脈沖又能短促的超聲波脈沖又能接收被潛艇、魚群或海底接收被潛艇、魚群或海底反射回來的超聲波，根據(jù)反射回來的超聲波，根據(jù)反射波滯后的時間和波速，反射波滯后的時間和波速，就可以確定潛艇、魚群的就可以確定潛艇、魚群的位置或海水深度位置或海水深度水聲測位儀水聲測位儀（4 4）應(yīng)用于航海、漁業(yè)方面）應(yīng)用于航海、漁業(yè)方面 20002000年年8 8月月1212日，俄羅斯的日，俄羅斯的“庫爾斯克庫爾斯克”號核潛號核潛艇在巴倫支海遇難沉沒。艇在巴倫支海遇難沉沒。 探測專家用超聲波可探測到潛艇的確切位置后，探測專家用超聲波可探測到潛艇的確切位置后，在潛艇正上方海面向下發(fā)出超聲波，從

11、超聲波發(fā)出直在潛艇正上方海面向下發(fā)出超聲波，從超聲波發(fā)出直至接收到潛艇的回波經(jīng)歷的時間為至接收到潛艇的回波經(jīng)歷的時間為t t =0.146s=0.146s，則潛艇，則潛艇沉沒的實際深度沉沒的實際深度h h 約為多大？取整數(shù)值（超聲波在海約為多大？取整數(shù)值（超聲波在海水中的傳播速度水中的傳播速度v v=1450m=1450ms) s)mmssmtvh10685.1052146. 0/14502三、次聲波三、次聲波(1)(1)特點特點: :頻率低，頻率低，次聲波具有極強的穿透力次聲波具有極強的穿透力 (3)(3)危害危害: :不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅固的不僅可以穿透大氣、海水、

12、土壤，而且還能穿透堅固的鋼筋水泥構(gòu)成的建筑物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機都不在鋼筋水泥構(gòu)成的建筑物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機都不在話下。話下。 次聲穿透人體時，不僅能使人產(chǎn)生頭暈、煩燥、耳鳴、惡心、次聲穿透人體時，不僅能使人產(chǎn)生頭暈、煩燥、耳鳴、惡心、心悸、視物模糊，吞咽困難、胃痛、肝功能失調(diào)、四肢麻木，而心悸、視物模糊，吞咽困難、胃痛、肝功能失調(diào)、四肢麻木，而且還可能破壞大腦神經(jīng)系統(tǒng)，造成大腦組織的重大損傷且還可能破壞大腦神經(jīng)系統(tǒng)，造成大腦組織的重大損傷, ,還可能導(dǎo)還可能導(dǎo)致死亡。致死亡。 （2 2）次聲波的產(chǎn)生：太陽磁暴、海峽咆哮、雷鳴電閃、氣壓突）次聲波的產(chǎn)生：太陽磁暴、海峽咆哮

13、、雷鳴電閃、氣壓突變；在工廠，機械的撞擊、摩擦；軍事上的原子彈、氫彈爆炸試變；在工廠，機械的撞擊、摩擦；軍事上的原子彈、氫彈爆炸試驗等等，都可以產(chǎn)生次聲波驗等等，都可以產(chǎn)生次聲波 19481948年初，一艘荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時，一場風(fēng)暴過年初，一艘荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時，一場風(fēng)暴過后，全船海員莫明其妙地死光；在匈牙利鮑拉得利山洞入口，后，全船海員莫明其妙地死光；在匈牙利鮑拉得利山洞入口， 3 3名旅游者齊刷刷地突然倒地，停止了呼吸名旅游者齊刷刷地突然倒地，停止了呼吸. . 這艘貨船在駛近該海峽時，恰遇上海上起了風(fēng)暴風(fēng)暴與海這艘貨船在駛近該海峽時，恰遇上海上起了風(fēng)暴風(fēng)暴與海浪摩擦，產(chǎn)生

14、了次聲波次聲波使人的心臟及其它內(nèi)臟劇烈抖動、浪摩擦，產(chǎn)生了次聲波次聲波使人的心臟及其它內(nèi)臟劇烈抖動、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡 在在2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代，美國一位物理學(xué)家做過實驗：他把一臺次年代，美國一位物理學(xué)家做過實驗：他把一臺次聲發(fā)生器帶進(jìn)劇場，開演后悄悄地打開，然后坐在自己的包廂內(nèi)聲發(fā)生器帶進(jìn)劇場，開演后悄悄地打開，然后坐在自己的包廂內(nèi)觀察動靜，只見坐在次聲器四周的觀眾產(chǎn)生一種惶恐不安和迷惑觀察動靜，只見坐在次聲器四周的觀眾產(chǎn)生一種惶恐不安和迷惑不解的神情，并很快蔓延到整個劇場不解的神情，并很快蔓延到整個劇場 原來，原來，人體內(nèi)臟固有的振動頻

15、率和次聲頻率相人體內(nèi)臟固有的振動頻率和次聲頻率相近似（近似（0.010.012020赫）赫），倘若外來的次聲頻率與身體，倘若外來的次聲頻率與身體內(nèi)臟的振動頻率相似或相同，就會引起人體內(nèi)臟的內(nèi)臟的振動頻率相似或相同，就會引起人體內(nèi)臟的“共振共振”，從而使人產(chǎn)生頭暈、煩躁、耳鳴、惡心，從而使人產(chǎn)生頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀。等等一系列癥狀。 特別是當(dāng)人的腹腔、胸腔等固有的振動頻率與特別是當(dāng)人的腹腔、胸腔等固有的振動頻率與外來次聲頻率一致時，更易引起人體內(nèi)臟的共振，外來次聲頻率一致時，更易引起人體內(nèi)臟的共振，使人體內(nèi)臟受損而喪命。使人體內(nèi)臟受損而喪命。超聲波的頻率遠(yuǎn)大于人內(nèi)臟的固有頻率，不

16、會超聲波的頻率遠(yuǎn)大于人內(nèi)臟的固有頻率，不會“共振共振”。超聲波對人體是否也有這樣的危害呢？超聲波對人體是否也有這樣的危害呢？為什么次聲波能致人于死呢？為什么次聲波能致人于死呢？(4)(4)次聲波的應(yīng)用次聲波的應(yīng)用A.A.建立次聲波站，可以探知幾千米外的核武器試驗和導(dǎo)彈發(fā)射建立次聲波站，可以探知幾千米外的核武器試驗和導(dǎo)彈發(fā)射. .B.B.由地震引起的巨大海浪的傳播速度和臺風(fēng)中心的移動速度都小由地震引起的巨大海浪的傳播速度和臺風(fēng)中心的移動速度都小于次聲波的波速，所以接收次聲波能預(yù)報破壞性很大的海嘯、臺于次聲波的波速，所以接收次聲波能預(yù)報破壞性很大的海嘯、臺風(fēng)風(fēng). .C.C.國際海難救助組織就在一些

17、遠(yuǎn)離大陸的島上建立起國際海難救助組織就在一些遠(yuǎn)離大陸的島上建立起“次聲定位次聲定位站站”，監(jiān)測著海潮的洋面一旦船只或飛機失事附海，可以迅速，監(jiān)測著海潮的洋面一旦船只或飛機失事附海，可以迅速測定方位，進(jìn)行救助測定方位，進(jìn)行救助D.D.次聲炸彈。這種炸彈爆炸，瞬息之間，在方圓十幾公里的地面次聲炸彈。這種炸彈爆炸，瞬息之間，在方圓十幾公里的地面上，所有的人都將被殺死，且無一能幸免次聲武器能夠穿透上，所有的人都將被殺死，且無一能幸免次聲武器能夠穿透1515厘米的混凝土和坦克鋼板人即使躲到防空洞或鉆進(jìn)坦克的厘米的混凝土和坦克鋼板人即使躲到防空洞或鉆進(jìn)坦克的“肚肚子子”里，也還是一樣地難逃殘廢的厄運次聲炸

18、彈和中子彈一樣，里，也還是一樣地難逃殘廢的厄運次聲炸彈和中子彈一樣，只殺傷生物而無損于建筑物但兩者相比，次聲彈的殺傷力遠(yuǎn)比只殺傷生物而無損于建筑物但兩者相比，次聲彈的殺傷力遠(yuǎn)比中子彈強得多中子彈強得多次聲波和超聲波次聲波和超聲波次聲波次聲波超聲波超聲波頻率低于頻率低于20Hz的聲波叫次聲波的聲波叫次聲波.應(yīng)用：可以探測核武器試驗和導(dǎo)彈發(fā)射應(yīng)用：可以探測核武器試驗和導(dǎo)彈發(fā)射 預(yù)報破壞性很大的海嘯、臺風(fēng)等預(yù)報破壞性很大的海嘯、臺風(fēng)等頻率高于頻率高于20000Hz的聲波叫超聲波的聲波叫超聲波.應(yīng)用：確定潛艇、魚群的位置或海洋的深度應(yīng)用：確定潛艇、魚群的位置或海洋的深度 超聲波探傷儀超聲波探傷儀 超聲

19、加濕器超聲加濕器 醫(yī)學(xué)上的醫(yī)學(xué)上的B超超 消毒殺菌等消毒殺菌等1. 1.一切正在發(fā)聲的物體都在一切正在發(fā)聲的物體都在_，通常稱為，通常稱為_，由聲源發(fā)出的聲音是通過，由聲源發(fā)出的聲音是通過_傳播傳播到人耳的。聲音在到人耳的。聲音在_中是不能傳播的。中是不能傳播的。 2.2.吹笛子發(fā)出的聲音是吹笛子發(fā)出的聲音是_振動引起的振動引起的（填：（填：“人嘴人嘴”“”“笛子桿笛子桿”“”“笛中的空笛中的空氣氣”）。）。分析分析: :人吹笛子時，吹出的氣流進(jìn)入笛腔使腔中的空人吹笛子時，吹出的氣流進(jìn)入笛腔使腔中的空氣振動，再通過手指堵笛孔來改變笛腔長度，從而氣振動，再通過手指堵笛孔來改變笛腔長度，從而發(fā)出各

20、種聲音。發(fā)出各種聲音。 本章復(fù)習(xí)題本章復(fù)習(xí)題: :聲源聲源振動振動介質(zhì)介質(zhì)真空真空3.“3.“聞其聲而不見其人聞其聲而不見其人”時，你往往根據(jù)說話時，你往往根據(jù)說話聲就可以判斷出誰在講話，這是因為不同人聲聲就可以判斷出誰在講話，這是因為不同人聲音具有不同的音具有不同的( )( )A.A.振幅振幅 B.B.頻率頻率 C.C.響度響度 D.D.音色音色4.4.拿一張硬紙片讓它快些從一木梳上劃過，再讓拿一張硬紙片讓它快些從一木梳上劃過，再讓它從同一木梳上慢一點劃過，則兩次所發(fā)出的聲它從同一木梳上慢一點劃過，則兩次所發(fā)出的聲音音: ( ): ( ) A A響度不同響度不同 B B音調(diào)不同音調(diào)不同 C

21、C音色不同音色不同 D D前三者都不同前三者都不同 DB6. 6. 男低音獨唱時由女高音輕聲伴唱，則下列對兩男低音獨唱時由女高音輕聲伴唱，則下列對兩人聲音描述正確的是（人聲音描述正確的是（ ）A. A. 男生音調(diào)低，響度?。慌粽{(diào)高，響度大男生音調(diào)低，響度小；女生音調(diào)高，響度大B. B. 男生音調(diào)高，響度大；女生音調(diào)低，響度小男生音調(diào)高，響度大；女生音調(diào)低，響度小C. C. 男生音調(diào)高，響度?。慌粽{(diào)低，響度大男生音調(diào)高，響度?。慌粽{(diào)低，響度大D. D. 男生音調(diào)低，響度大；女生音調(diào)高，響度小男生音調(diào)低，響度大；女生音調(diào)高，響度小D5 5、電子樂器可以模仿各種樂器發(fā)出的聲音，要模仿得、電子樂器可以模仿各種樂器發(fā)出的聲音，要模仿得逼真，其關(guān)鍵要求電子樂器所發(fā)聲音與所要模仿樂器逼真，其關(guān)鍵要求電子樂器所發(fā)聲音與所要模仿樂器發(fā)聲的哪一項特征盡可能的一致發(fā)聲的哪一項特征盡可能的一致? ( )? ( ) A A音調(diào)音調(diào) B B頻率頻率 C C響度響度 D D音色音色7 7昆蟲在飛行時抖動翅膀發(fā)出聲音，蒼蠅每昆蟲在飛行時抖動翅膀發(fā)出聲音，蒼蠅每10s10s翅膀翅膀振動振動35203520次，蜜蜂每次，蜜蜂每20s20s翅膀振動