【初中物理進階】124集全，小升初同步課堂學物理 P5 - 52.1聲音的產生與傳播 -

上冊物理 第二章 聲現象 第一節 聲音的產生與傳播 大家知道聲音是怎麼產生的嗎? 我們來看個小實驗 這是個音叉 我們用小錘去敲它 它會發出嗡嗡嗡的響聲 當我們用一個吊着的輕質小球貼近它的時候 小球會被多次彈開 或者我們把這個發聲的音叉放入水中 盆中會水花似箭 這兩個現象都說明了一個問題 那就是正在發聲的音叉 它是在振動的 如果我們用手握緊音叉 使它停止振動 那它的聲音也會相應地停止 實驗中 音叉的振動幅度很小 現象不是很明顯 所以 將其轉化成了小球的運動和水花的飛濺 這裏用到了轉放法和放大法 我們邊說話 邊用手摸緊弦喉頭部分 發現喉頭是在不停地振動的 當用力按住喉頭時 將無法順利地發出聲音 彈鼓針時只有波動琴絃使其振動 纔會發出婉轉悠揚的琴聲 停止波動時 琴絃慢慢停止振動 琴聲逐漸消失 這說明聲音是由物體振動產生的 振動停止 發聲也隨即停止 雖然發聲這個過程停止了 但是已經傳播出去的聲音 還是會繼續傳播 所以聲音並不會立馬消失 物理學上 我們把正在發聲的物體稱之爲聲源 鳥叫聲 鳥叫聲是由鳥的名模振動發聲 波濤聲是由海水拍打振動產生 雷聲是因爲空氣受熱膨脹而產生暴鳴 這些聲音又是怎樣從聲源傳播到遠方的呢? 在月球上 與航員雖然距離很近 但他們仍然使用無線電來交談 因爲月球上沒有空氣 屬真空地帶 真空是不能傳聲的 我們平常能夠聽到對方講話的聲音 而在月球上就得藉助無線電 說明聲音可以在氣體中傳播 將要上鉤的魚被岸邊的說話聲嚇跑 說明液體可以傳播聲音 古代戰爭中 偵察兵浮在地上能聽見較遠處敵軍來犯的腳步聲 說明固體也可以傳播聲音 聲音的傳播需要物質 物理學中把這種物質稱爲介質 氣體、固體和液體都是可以傳遞聲音的介質 真空不能傳遞聲音 那聲音在空氣中是怎樣傳播的呢? 以擊鼓爲例 鼓面的振動帶動周圍的空氣振動 形成了疏密相間的波動 向遠處傳播 這個過程跟水波的傳播相似 用一支鉛筆不斷輕點水面 水面就會形成一圈一圈的水波 不斷向遠處傳播 因此聲音是以波的形式傳播着 我們把它叫做聲波 遠處一道閃電劃過漆黑的夜空 過一會兒才聽到隆隆的雷聲 這個現象表明 遠處的聲音傳到我們的耳朵需要一段時間 聲音傳播的快慢用聲速來描述 它的大小等於聲音在每秒內傳輸的距離 聲速的大小跟介質的種類有關 還跟介質的溫度有關 15攝氏度時空氣中的聲速是340米每秒 在15攝氏度的水中聲速是1450米每秒 20攝氏度的鐵中聲速是5130米每秒 50後的偵察兵會把耳朵貼近地面 來判斷敵人是否在行軍及部隊規模等 就是利用了溫度一定使固體中的聲速 要大於氣體中的聲速 以下是聲音在其他介質中的傳播速度 從表格中 我們能輕易地看出聲速在固體中的傳播速度是最快的 液體四肢 最慢的就是氣體了 假如有一根足夠長的水管 當你的小夥伴在一端喊你的時候 你在另一端能聽到三聲你的名字 這是因爲聲音在固液氣態介質中的傳播速度不一樣導致的 在抗日戰爭中 八路軍爲了伏擊日軍火車 偵察員常用耳朵貼着鐵軌來提前判斷是否來了火車 就是利用了聲音在固體鐵軌中的傳播速度比空氣中快的原理 若光靠空氣傳聲的話 那等偵察員聽到聲音時 日本鬼子早就看見它了 那八路軍還不得統統死啦死啦的 聲音在傳播的過程中 如果遇到障礙物就會被反射 我們對着遠處的高牆或山崖喊話以後 聽到的回聲就是反射回來的聲音 當障礙物離人較遠時 發出的聲音經過較長的時間 大於0.1秒回到耳邊 人們能把回聲和原聲區分開 當障礙物離得太近時 聲波很快被反射回來 回聲與原聲混在一起 此時人們分辨不出原聲和回聲 但是會覺得聲音更響亮 因此人在屋子裏說話 感覺比在礦野中說話聲音要大一些 講了這麼多 我們做兩個提煉下手吧 第一 科學工作者爲了探測海底某處的深度 向海底垂直髮射超聲波 經過8秒收到回波信號 海洋中該處的深度是多少米 海水中聲速是1500米每秒 這種方法 填能或不能 用來測量月球與地球之間的距離 請同學們暫停視頻思考一下 解析 根據速度的公式 s等於vt 可以很快地得出 聲音在海底走過的距離爲 1500米每秒乘8秒 因爲是回聲 那說明聲音走了一個來回嘛 所以聲音走過的距離 應爲兩倍的傳到海底的距離 則傳到海底的距離爲 聲音的傳播需要介質 真空無法傳聲 所以我們不能用聲波探測的方法 來測得月球與地球之間的距離 注意 關於回聲的應用 主要就是用來探測物體的位置 測量距離 像聲納可以探測過往的漁群 可以探測冰山或岸礁的存在 還可以探測海洋的深度 翠花同學在百米賽跑時 如果終點計時員聽見起跑處的槍聲 纔開始計時 記得百米賽跑的成績是12.5秒 這個成績與實際成績相比 田偏大或偏小 翠花百米賽跑的實際成績是 田小數點後兩位 解析 槍聲響起後 被終點計時員聽見 也是需要一定的時間的 所以當終點計時員聽見起跑處的槍聲 纔開始計時 記錄的時間 其實是漏掉了聲速經過的那段時間 所以這個成績相比於實際成績是偏小了 翠花的實際成績 應等於聲音傳遞100米所需時間 加上記錄時間12.5秒 而聲音傳遞的時間爲路程除以聲速 題中未說明的情況下 默認聲速爲340米每秒 可得聲音百米賽跑所需的時間約爲 所以翠花的實際成績爲 最後我們再稍微瞭解下 我們的耳朵是怎樣聽到聲音的 耳朵是由外耳、中耳和內耳三部分組成的 外耳包括耳垂、耳廓和外耳道 主要起集聲作用 中耳包括鼓膜、聽小鼓、鼓勢 主要起傳聲作用 內耳包括前頻、耳窩和半規管 主要起感聲作用 人耳靠空氣傳聲和鼓傳聲來感知聲音 本節課程的內容到這裏就結束了 我們最後來回顧一下吧 本節課我們瞭解了聲音的產生 是由於物體的振動 正在發聲的物體被稱作聲源 聲音以波的形式在介質中傳播 傳聲的介質可以是氣體、液體 也有是固體 但絕不能什麼都沒有 像真空就是不能傳聲的 接着我們介紹了聲音的速度 聲速並不是一成不變的 它會因爲介質和溫度的不同而發生變化 聲音在遇到障礙物時會被反射回來 這就是我們經常說的回聲 當反射回來的聲音 經過大於0.1秒的時間再回到耳邊 人們才能將回聲與原來的聲音區分開來 我們對回聲進行了有效的利用 主要就是用來探測物體的位置、測量距離 最後我們還了解了人耳感知聲音的兩條途徑 空氣傳聲