【物 理】《聲音的特性》拓展閱讀材料　-2024-2025學(xué)年蘇科版物理八年級(jí)上冊(cè)

《聲音特性的奇妙世界》當(dāng)我們聆聽(tīng)周圍的聲音時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們各不相同。有的聲音高亢清脆，如清晨鳥兒的歡唱；有的聲音低沉雄渾，似遠(yuǎn)處傳來(lái)的雷聲；有的聲音婉轉(zhuǎn)悅耳，像悠揚(yáng)的小提琴曲；而有的聲音則嘈雜刺耳，比如馬路上的汽車?guó)Q笛。這些聲音的差異，源于聲音的三個(gè)重要特性——音調(diào)、響度和音色，它們共同編織出了豐富多彩的聲音世界。音調(diào)：聲音的高低之秘音調(diào)主要取決于物體振動(dòng)的頻率。頻率是指物體在每秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，單位是赫茲（Hz）。當(dāng)物體振動(dòng)頻率越高，發(fā)出聲音的音調(diào)就越高；反之，振動(dòng)頻率越低，音調(diào)則越低。在樂(lè)器家族中，弦樂(lè)器是體現(xiàn)音調(diào)變化的典型例子。比如吉他，通過(guò)手指按壓不同位置的琴弦來(lái)改變弦的長(zhǎng)度。當(dāng)弦長(zhǎng)減小時(shí)，振動(dòng)頻率加快，音調(diào)就會(huì)升高，從而能夠演奏出不同音高的音符，組成美妙的旋律。同樣，管樂(lè)器如笛子，是通過(guò)改變空氣柱的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整音調(diào)。吹奏笛子時(shí)，按住不同的孔，空氣柱的長(zhǎng)短發(fā)生變化，振動(dòng)頻率改變，進(jìn)而發(fā)出高低各異的音調(diào)。不僅樂(lè)器如此，在自然界中，許多動(dòng)物也利用音調(diào)的變化進(jìn)行交流和生存。蝙蝠通過(guò)發(fā)出高頻的超聲波來(lái)探測(cè)周圍環(huán)境和獵物，它們能夠根據(jù)反射回來(lái)的超聲波的音調(diào)變化判斷物體的位置、大小和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而一些鳥類在求偶季節(jié)，雄性會(huì)發(fā)出特定的高音調(diào)鳴叫聲來(lái)吸引雌性，展示自己的健康和強(qiáng)壯。響度：聲音的強(qiáng)弱之分響度與物體振動(dòng)的幅度密切相關(guān)。振動(dòng)幅度越大，聲音的響度就越大；振動(dòng)幅度越小，響度則越小。生活中，我們很容易感受到響度的變化。比如，用力敲鼓時(shí)，鼓面振動(dòng)幅度大，發(fā)出的聲音響亮，能夠傳播到較遠(yuǎn)的距離；而輕輕敲擊鼓面，振動(dòng)幅度小，聲音就比較微弱。在一場(chǎng)音樂(lè)會(huì)上，音響設(shè)備可以通過(guò)調(diào)節(jié)功率來(lái)控制聲音的響度，使整個(gè)場(chǎng)館都能充滿震撼的音樂(lè)聲，或者在輕聲演奏時(shí)，讓觀眾能感受到細(xì)膩柔和的旋律。此外，響度還與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)。當(dāng)我們離聲源越近，聽(tīng)到的聲音響度越大；離聲源越遠(yuǎn)，聲音在傳播過(guò)程中能量逐漸分散，響度也就越小。這就是為什么在操場(chǎng)邊緣聽(tīng)主席臺(tái)上的人講話，會(huì)比在主席臺(tái)附近聽(tīng)到的聲音小很多。音色：聲音的獨(dú)特“指紋”音色是聲音的獨(dú)特品質(zhì)，它能夠讓我們區(qū)分出不同的發(fā)聲體，即使它們發(fā)出的音調(diào)和響度相同。音色取決于發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)和振動(dòng)方式等因素。例如，鋼琴、小提琴和吉他彈奏同一音符時(shí)，我們可以輕易地分辨出它們。鋼琴的音色明亮、清脆，具有豐富的和聲效果，這是因?yàn)槠淝傧液凸缠Q箱的獨(dú)特構(gòu)造以及發(fā)聲原理；小提琴的音色則柔美、細(xì)膩，富有表現(xiàn)力，其木質(zhì)琴身和獨(dú)特的弦的振動(dòng)方式賦予了它獨(dú)特的音色特點(diǎn)；而吉他的音色相對(duì)較為溫暖、柔和，與它的共鳴箱材質(zhì)和琴弦的特性有關(guān)。人的聲音也具有獨(dú)特的音色，這是由于每個(gè)人的聲帶結(jié)構(gòu)和發(fā)聲方式略有差異。我們可以通過(guò)音色在電話中辨別出熟悉的朋友或家人的聲音，即使看不到對(duì)方。在合唱表演中，不同聲部的歌手們憑借各自獨(dú)特的音色相互配合，創(chuàng)造出和諧美妙的和聲效果，使整個(gè)合唱更加豐富多彩。聲音特性在生活中的應(yīng)用與意義了解聲音的特性在生活中有著廣泛的應(yīng)用。在音樂(lè)創(chuàng)作和演奏中，音樂(lè)家們巧妙地運(yùn)用音調(diào)、響度和音色的變化來(lái)表達(dá)情感、營(yíng)造氛圍，創(chuàng)作出無(wú)數(shù)經(jīng)典的音樂(lè)作品，給人們帶來(lái)美的享受。在語(yǔ)音通信領(lǐng)域，科學(xué)家們不斷研究如何提高聲音的清晰度和可辨識(shí)度，使我們?cè)陔娫?、視頻通話等過(guò)程中能夠準(zhǔn)確地傳達(dá)和接收信息。在工業(yè)生產(chǎn)中，通過(guò)對(duì)機(jī)器設(shè)備運(yùn)行聲音的音調(diào)、響度和音色的監(jiān)測(cè)，可以判斷設(shè)備是否正常運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，保障生產(chǎn)安全和效率。例如，當(dāng)機(jī)器的某個(gè)部件出現(xiàn)磨損或松動(dòng)時(shí)，可能會(huì)發(fā)出異常的音調(diào)或音色變化，工人可以據(jù)此進(jìn)行維修和保養(yǎng)。聲音的特性還在醫(yī)學(xué)、建筑聲學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。醫(yī)學(xué)上，利用超聲波的特定頻率和特性進(jìn)行疾病診斷和治療；建筑聲學(xué)則研究如何利用聲音的特性來(lái)設(shè)計(jì)出具有良好聲學(xué)效果的音樂(lè)廳、劇院、教室等場(chǎng)所，使觀眾和使用者能夠獲得最佳的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。總之，聲音的特性——音調(diào)、響度和音色，宛如三把神奇的鑰匙，打開(kāi)了我們感知和理解聲音世界的大門。它們不