声音

声音(sound)是由物体振动产生的声波。是通过介质(空气或固体、液体)传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动(震动)的物体叫声源。声音以波的形式振动(震动)传播。声音是声波通过任何物质传播形成的运动。声音作为一种波,频率在20Hz~20kHz之间的声音是可以被人耳识别的。

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基本资料

声音(sound)是由物体振动产生的声波。是通过介质(空气或固体、液体)传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动(震动)的物体叫声源。声音以波的形式振动(震动)传播。声音是声波通过任何物质传播形成的运动。声音作为一种波,频率在20 Hz~20 kHz之间的声音是可以被人耳识别的。 中文名称声音 外文名称Sound 拼音:shēng yīn 意思:使人产生听觉的振动

词语释义

  词目:声音  拼音:shēng yīn  英语:Sound

基本解释

  1. [Sound]  2. 使人产生听觉的振动  3. 一种由物体振动而发生的波造成的听觉印象  4. [Voice]∶某些起与人的语言相同作用的工具或表达手段  代表法律的庄严的声音

详细解释

  1. 指由物体振动而发生的声波通过听觉所产生的印象。  《礼记·乐记》:“乐必发於声音,形於动静,人之道也。” 南朝 宋 鲍照《拟行路难》诗之七:“声音哀苦鸣不息,羽毛憔悴似人髠。” 清 李渔《巧团圆·默订》:“你看卧房门启,想是 曹小姐 听见声音,知道小生在此,又出来探望了。” 沈从文《从文自传·我读一本小书同时又读一本大书》:“若在四月落了点小雨,山地里田塍上各处全是蟋蟀声音,真使人心花怒放。”  2. 古指音乐、诗歌。  《礼记·乐记》:“声音之通,与政通矣。” 晋 葛洪《抱朴子·勖学》:“沉鳞可动之以声音,机石可感之以精诚。” 唐 柳宗元《唐故万年令裴府君墓碣》:“﹝ 裴公 ﹞喜博弈,知声音。” 明 顾起纶 《国雅品·释品》:“ 鲁山 , 秦 人也,喜儒,嗜声音。”  3. 指说话的声气和口音。  《孟子·告子下》:“訑訑之声音颜色距人於千里之外。” 唐 姚揆 《秋日江东晚行》诗:“路岐滋味犹如旧,乡曲声音渐不同。” 宋 苏轼《东坡志林·辨附语》:“世有附语者,多婢妾贱人,否则衰病不久当死者也,其声音举止,皆类死者。”《醒世恒言·蔡瑞虹忍辱报仇》:“ 瑞虹 在舱中,听得船头说话,是 淮安 声音,与贼头 陈小四 一般无二。”  4. 比喻意见、论调。  毛泽东《关于正确处理人民内部矛盾的问题》八:“这是因为一个党同一个人一样,耳边很需要听到不同的声音。”魏巍《壮行集·幸福的花为勇士而开》:“这不是有闲阶级、士大夫之流的声音吗?”

返回声源

  先从声源开始。用鼓槌捶击军鼓,鼓槌捶击在鼓头的穹形鼓皮上,鼓皮振动,振动的鼓皮然后就推动空气,产生从鼓头和鼓体发出并散开的压力波。因此,“压力波”从声源向外发出并散开。为了证明这一点,向公园内的池塘或家中的水槽内抛入一个石头,看看落入水中的物体产生的水波是如何从被干扰的波源散开的。另外注意,如果抛入水槽或象碗一样的封闭容器中,波纹/振动是如何碰到边缘、然后从壁上反弹回的。观察封闭容器内的波纹/水波,就给了你一些声音是如何在封闭的屋子里移动,从墙壁上反弹回的概念。另外注意,石头/石块越大,产生波纹的间距就远远比小物体的要大。

声音特性

  (一)响度(loudness):人主观上感觉声音的大小(俗称音量),由“振幅”(amplitude)和人离声源的距离决定,振幅越大响度越大,人和声源的距离越小,响度越大。人对声音感受的响度不是一个常数,不同的人,不同的特定频率,在不同的声压级(单位:分贝)环境下所感受响度的量级有明显不同结果。(单位:方)  (二)音调(pitch):声音的高低(高音、低音),由“频率”(frequency)决定,频率越高音调越高(频率单位Hz(hertz),赫兹rl,人耳听觉范围20~20000Hz。20Hz以下称为次声波,20000Hz以上称为超声波)例如,低音端的声音或更高的声音,如细弦声。  频率是每秒经过一给定点的声波数量,它的测量单位为赫兹,是以一个名叫海里奇R.赫兹的音响奇人命名的。此人设置了一张桌子,演示频率是如何与每秒的周期相关的。  1千赫或1000赫表示每秒经过一给定点的声波有1000个周期,1兆赫就是每秒钟有1,000,000个周期,等等。  (三)音色(Timbre):又称音品,波形决定了声音的音色。声音因不同物体材料的特性而具有不同特性,音色本身是一种抽象的东西,但波形是把这个抽象直观的表现。音色不同,波形则不同。典型的音色波形有方波,锯齿波,正弦波,脉冲波等。不同的音色,通过波形,完全可以分辨的。  (四)乐音:有规则的让人愉悦的声音。噪音:从物理学的角度看,由发声体作无规则振动时发出的声音;从环境保护角度看,凡是干扰人们正常工作、学习和休息的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。  (五)音调,响度,音色是乐音的三个主要特征,人们就是根据他们来区分声音。

声音分级

  为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量,有关人员在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器,叫计权网络。通过计权网络测得的声压级,已不再是客观物理量的声压级,而叫计权声压级或计权声级,简称声级。通用的有A、B、C和D计权声级。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性;B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性;C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性;D计权声级是对噪声参量的模拟,专用于飞机噪声的测量。计权网络是一种特殊滤波器,当含有各种频率通过时,它对不同频率成分的衰减是不一样的。A、B、C计权网络的主要差别是在于对低频成分衰减程度,A衰减最多,B其次,C最少。A、B、C、D计权的特性曲线见十四、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级。

等效连续声级

  A计权声级能够较好地反映人耳对噪声的强度与频率的主观感觉,因此对一个连续的稳态噪声,它是一种较好的评价方法,但对一个起伏的或不连续的噪声,A计权声级就显得不合适了。例如,交通噪声随车流量和种类而变化;又如,一台机器工作时其声级是稳定的,但由于它是间歇地工作,与另一台声级相同但连续工作的机器对人的影响就不一样。因此提出了一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题,即等效连续声级,符号“Leq”或“LAeq.T”。它是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内的噪声的大小。例如,有两台声级为85dB的机器,第一台连续工作8小时,第二台间歇工作,其有效工作时间之和为4小时。显然作用于操作工人的平均能量是前者比后者大一倍,即大3dB。因此,等效连续声级反映在声级不稳定的情况下,人实际所接受的噪声能量的大小,它是一个用来表达随时间变化的噪声的等效量。  LAeq.T =10lg[1/T∫T0100.1LPAdt]式中:LPA—— 某时刻t的瞬时A声级(dB);  T —— 规定的测量时间(s)如果数据符合正态分布,其累积分布在正态概率纸上为一直线,则可用下面  近似公式计算:  LAeq.T ≈ L50+d2/60,d = L10 - L90其中L10, L50, L90为累积百分声级,其定义是:  L10—— 测量时间内,10%的时间超过的噪声级,相当于噪声的平均峰值。  L50—— 测量时间内,50%的时间超过的噪声级,相当于噪声的平均值。  L90—— 测量时间内,90%的时间超过的噪声级,相当于噪声的背景值。  累积百分声级L10、L50、和L90的计算方法有两种:其一是在正态概率纸上  画出累积分布曲线,然后从图中求得;另一种简便方法是将测定的一组数据(例如100个),从大 到小排列,第10个数据即为L10,第50个数据即为L50,第90个数据即为L90。

噪声污染

  许多非稳态噪声的实践表明,涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大,并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。经实验证明,在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量,更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价航空或道路的交通噪声比较恰当。故噪声污染级(LNP)公式为:  LNP = Leq + Kσ  式中:K —— 常数,对交通和飞机噪声取值2.56;  σ —— 测定过程中瞬时声级的标准偏差。

昼夜等效声级

  也称日夜平均声级,符号“Ldn”。用来表达社会噪声昼夜间的变化情况,表达式为:  Ldn = 10lg{[16×100.1Ld + 8×100.1(Ln+10)]/24}  式中:Ld——白天的等效声级,时间从6∶00-22∶00,共16个小时;  Ln——夜间的等效声级,时间从22∶00-第二天的6∶00,共8个小时。为表明夜间噪声对人的烦扰更大,故计算夜间等效声级这一项时应加上10dB的计权。

主要应用

  次、超声波也是声音的一种,声音的用处有很多。

次声波的应用

  1.通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理,更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。例如,利用极光所产生的次声波,可以研究极光活动的规律。  2.利用所接收到的被测声源产生的次声波,可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如,通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波,来探测出这些次声源的有关参量。  3.预测自然灾害性事件。许多灾害性的自然现象,如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等,在发生之前可能会辐射出次声波,人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生。  4.次声波在大气层中传播时,很容易受到大气介质的影响,它与大气层中的风和温度分布等因素有着密切的联系。因此,可以通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性,探测出某些大规模气象的性质和规律。这种方法的优点在于可以对大范围大气进行连续不断的探测和监视。  5.通过测定次声波与大气中其他波动的相互作用的结果,探测这些活动特性。例如,在电离层中次声波的作用使电波传播受到行进性干扰,可以通过测定次声波的特性,进一步揭示电离层扰动的规律。  6.人和其他生物不仅能够对次声波产生某些反应,而且他(或它)们的某些器官也会发出微弱的次声波。因此,可以利用测定这些次声波的特性来了解人体或其他生物相应器官的活动情况。

超声波的应用

  1.利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎.  2.清理金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事.如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波,清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢,能够很快清洗干净.  3.用超声波探测金属、陶瓷混凝土制品,甚至水库大坝,检查内部是否有气泡、空洞和裂纹  4.人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的,健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样.平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影,帮助医生分析体内的病变.

声音作用

1、声音灭火

  如果我问你,失火的时候应该用什么来把它扑灭。你会毫不犹豫地说“当然是用水啦”。那我再问你,你是怎样熄灭蜡烛的?你也会毫不犹豫的说“当然是用嘴来把它吹灭啦”。  你的回答是不错的。在日常生活中,这是我们最常用的灭火和灭烛的方法。可是我却是用声音来熄灭蜡烛的,奇怪吗?  准备好一张硬纸、剪刀、胶水,我们来做一个声灭火器。其实它只不过是一个圆柱形的纸盒,这个纸盒的做法如下。  先从硬纸上剪下一张边长为20厘米的正方形,把它卷成一个直径约5厘米的圆筒,用胶水把纸筒的接合处粘牢,再从硬纸上剪下两个直径约6厘米的圆。在其中一个圆的中心处剪一个直径约1.5厘米的小圆洞,然后把两个圆粘到纸筒两端把纸筒的两端堵住,使它形成一个圆柱形的纸盒。这就是声灭火器。不过你一定要把粘合处粘牢,千万不要使接缝处漏气。  把一支点燃的蜡烛固定在桌子上。然后用你的左手握住圆纸盒,把它拿到离蜡烛60厘米左右的地方,并且使盒盖上的洞对准蜡烛的火焰。用你右手的食指不停地弹圆纸盒的盒底。圆纸盒发出了“扑扑”的声音。不一会儿,你就会发现蜡烛的火焰被熄灭了。  难道真的是声音把火给扑灭了吗?如果你还不相信,那你还可以多试几次,结果都是一样的。  因为你用力敲击盒底的时候,产生了声音,声音本身是一种波,而声波是有压力的。在这个压力的作用下,火焰便被“压”灭了。这就是声灭火器的道理。

2、声音震碎玻璃

  玻璃是混合物,其中有硅酸盐和大量的二氧化硅以及其他的杂质,所以不存在固有频率。但是对于石英玻璃,是有的,在20000*(1+8%)Hz之间。人的声带频率一般不高于2000Hz,因此很少能把玻璃振碎(共振),但是有些特殊的女高音,其声带频率可以达到和玻璃频率很相近的程度,从而振碎玻璃,但是这种情况比较少。  而且声音震碎玻璃要有前提,首先,人出的声音必须与玻璃的共振频率一致,而且,玻璃一定要存在这肉眼看不见的破裂和裂口,只有具备了这些所有的外部条件之后,再加上一点任自己的运气,用声音击碎玻璃是完全有可能的。  2005年“探索”频道《MythBusters》电视节目就探讨了这个问题,摇滚歌手兼歌唱教练杰米.温德拉就用自己的声音击碎了一些玻璃器皿,他尝试过12只酒杯,后来无意中幸运地击碎一只,第一次证明了个人声音就能击碎玻璃的说法是正确的,他击碎玻璃的那一幕被拍成了电视。温德拉的击碎玻璃的咏叹调被纪录为105分贝,音量几乎和电钻钻起来差不多。  十六 物理声音  物理中声音是由物体振动发生的,正在发声的物体叫做声源.   声音的传播是需要介质的,这个介质可以是空气,水,固体.当然在真空中,声音不能传播.刚才提到声音是由物体振动发声的,物体在一秒钟之内振动的次数叫做频率,  单位是赫兹,字母Hz.人的耳朵可以听到20Hz-----20000Hz的声音.   最敏感是1000Hz-----3000Hz之间的声音.   声音在空气中(15°)的传播为340米/秒.声音在不同介质中传播速度是固体液体气体,声的传播速度与介质的种类和介质的温度有关.   物理中,音调指乐音的高低,响度指声音的大小,音色指声音的特色,要区分开.   有时,我们站在山上高呼,会听到我们的回声,是因为声音在传播色过程中,遇到山这样的障碍,会反弹回来,再次被我们听到.当两种声音传到我们的耳朵里时,时差小于0.1秒时,我们就区分不开了.当声源停止振动后,声音还会持续一段时间,这种现象叫做混响.   自然界中,有光能,水能,生活中有机械能,电能,其实声也有能量.例如,两个频率相同的物体,敲击其中一个物体,另一个物体也会振动发声,这种现象叫做共鸣.声音传播是带动了另一个物体的振动,说明声音也有能量。  人们以分贝为单位来表示声音的强弱,符号为dB。另外,阻止噪音也是我们每一个人的责任.   0分贝刚刚引起听觉。  人们把超过听力的声音叫做超声波。把低于听力的声音叫做次声波。

声音试验

声音的反射实验

  【目的和要求】  了解声音在遇到障碍物时的反射现象。  【仪器和器材】  玻璃圆筒(直径约8厘米,高约40厘米),平面镜,三合板,金属板,海绵,表。  【实验方法】  1.在玻璃圆筒底部垫上一块海绵,海绵上放一块表,耳朵靠近玻璃圆筒正上方数厘米处,能清晰地听见表声。  2.当耳朵离开玻璃圆筒口竖直方向后,如图1.57-1甲所示位置,则听不见表声。  3.在玻璃圆筒口安放一块平面镜,如图1.57-1乙所示,改变平面镜角度直到从镜面里能看到表像时,固定平面镜的角度。耳朵仍在图1.57-1甲所示的位置,又能清晰地听见表声了。说明声音能像光一样反射。  4.用三合板、金属板、海绵板代替平面镜实验,比较听见的声音的强弱。说明不同材料反射声音和吸收声音的能力不同。  【注意事项】  1.表的声音不能太小,所选的表要在距表约50厘米处仍能清晰地听见表声。  2.为避免玻璃传声的干扰,垫表的海绵要选厚些的,以尽量吸收声音。表也不要直接与玻璃圆筒内壁接触。  实验前要反复校验,当表放入圆筒后,仅在圆筒竖直上方数厘米处能听见表声,其他方向听不见表声,这样演示效果才会好。  3.为了使全班学生能同时听见表的反射声音,可用话筒放在耳朵处,用扩音机放大。

声速的测定实验

  【目的和要求】  学习粗略测定声音速度的方法,了解空气中声速的大小。  【仪器和器材】  梆子,秒表或手表,卷尺。  【实验方法】  在高墙前或山谷中唱歌或叫喊时,往往可以听到回声,而且在早晨时回声最清晰响亮,因此本实验最好在早晨进行。首先选择好合适的实验场所,例如一堵高墙,高墙的前面平坦空旷。实验者站在离高墙的距离为R处,按照均匀的时间间隔T敲打梆子。当听到反射回来的第一次梆子声与打出来的第二次梆子声完全重叠时,则表示每次梆子发出的声音传到高墙并被高墙反射回来到达实验者处的时间刚好等于敲梆子的时间间隔T。因此声音传播的速度v为v=2R/T  1.站在离高墙100米或更远的距离,以一定的时间间隔敲打梆子。  2.注意控制敲梆子的节拍,使从高墙处反射回来的梆子声与敲出来的声音相重叠。  3.站在旁边的学生由一人报出敲击的次数,其他学生同时用秒表或手表计时。测出敲击20次至50次的时间间隔t,并由所得的结果计算出敲梆子的时间间隔T(秒)。  4.用卷尺测出敲击地点到高墙的距离R(米)。  5.将所得的数据代入公式v=2R/T求出声速v米。同时要记下测量时空气的温度,因为空气中声音传播的速度与温度有关。  【注意事项】  1.实验者离墙的距离以能清晰地听到回声为宜。  2.若每隔一次听到敲击声与回声重合,则声速公式v=2R/T。

声音的共鸣实验

  【目的和要求】  认识声音的共振现象──共鸣的产生条件。  【仪器和器材】  共振音叉(440赫兹音叉一对,其中一个音叉的叉股上另附金属卡子,用来改变频率),共鸣箱,音叉槌,吊在线上的轻质小球。  【实验方法】  1.取下套在叉股上的金属卡子,把两音叉分别插在共鸣箱上,使两共鸣箱的开口相对,彼此相距约50-75毫米,如图1.56-1所示。敲击其中一个音叉,几秒钟后,用手握住音叉的叉股,使它不再振动发声。这时可以听到另一个音叉在发声。拿一个用线悬吊的轻质小球跟这个音叉的叉股接触,轻质小球被弹开。表明这个音叉在振动。  2.在第一个音叉的叉股上套上金属卡子,改变这个音叉的振动频率,重做上述实验,另一个音叉就不会振动发声。  说明产生共振的条件是两个音叉的固有频率相同。  【注意事项】  1.音叉插在共鸣箱上插得越紧密,则共振现象越显著。因此,实验时要防止音叉与共鸣箱结合处松动。  2.实验前要反复校验两音叉的距离。距离过远,则音响太弱。距离过近,则显示的共鸣现象给学生留下的印象不深。  【参考资料】  1.把音叉从共鸣箱上取下来,敲击音叉,声音很小。插入共鸣箱上,敲击音叉,声音就增大。这是由于箱内空气的共鸣增大了音叉所发出的声音强度。  2.用气柱共鸣器演示空气柱的共鸣现象。如图1.56-2所示,一根直径约3厘米,长100厘米的玻璃管竖直地夹持在支架上,下端用橡皮管与蓄水器连接,组成一个连通器,在玻璃管里盛水。提高蓄水器,使玻璃管里的水面接近管口。降低蓄水器,可增加玻璃管里空气柱的长度。将振动着的音叉放在玻璃管口的正上方。慢慢降低蓄水器,当水面降到某一位置时(波长的1/4),就听到很响亮的声音(气柱的第一个共鸣点);继续降低蓄水器,当水面降到另一位置时(波长1/4的3倍),又会听到一次响亮的声音(比上次弱些)(气柱的第二个共鸣点)。  3.实验方法1中如果没有叉股上的金属卡子,可在叉股上套一段橡皮管或贴上纸片、胶布,同样能改变音叉的固有频率。  4.用赫姆霍兹共鸣器演示:赫姆霍兹共鸣器是用黄铜铸成的,内部是一个空腔,两端有粗细两个孔。粗孔是用来接收传来的声波,细孔供监听用。手握共鸣器,将小孔贴近耳边,如图1.56-3所示。如果声音中有接近共鸣器固有频率的声音,共鸣器将共鸣。

音调和响度实验

  【目的和要求】  了解音调高低与声源振动频率的关系和响度大小与声源振幅的关系。  【仪器和器材】  发音齿轮(齿数为40、50、60、80),转台,硬纸片,音叉(附共鸣箱),音叉槌,吊在支架上的轻质小球。  【实验方法】  1.音调与频率的关系  把发音齿轮固定在转台上,摇动转台,使齿轮匀速转动。再拿一块硬纸片接触其中一个齿轮的锯齿,如图1.55-1所示。纸片就振动起来,发出声音。改变转台的转速,可以听到纸片发出的声音音调也随着改变。转速越大,音调越高。  保持齿轮的转速不变,用硬纸片接触不同的齿轮,纸片就发出不同音调的声音。齿轮的齿数越多,硬纸片和它接触时发出声音的音调就越高。  实验表明:声音的音调是由声源振动的频率决定的。频率越大,音调越高;频率越小,音调越低。  2.响度与振幅的关系  将音叉插在共鸣箱上,将吊在支架上的轻质小球贴近音叉的一叉股。用音叉槌轻敲一下音叉,小球被推开的幅度不大,音叉发出的声音响度小;重敲一下音叉,小球被推开的幅度增大,音叉发出的声音响度增大。表明声源振动的振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小。  【注意事项】  发音齿轮轴上的螺帽必须拧紧,以防齿轮打滑,影响实验效果或被甩出伤人、损坏齿轮。  【参考资料】   1.音调与频率的关系,还可用验音盘(图1.55-2甲)来演示。把验音盘固定在转台的轴上,用橡皮管把吹气管和皮唧连接起来,并把吹气嘴固定在支架上,对准某一列小孔(图1.55-2乙)。转动转台,使验音盘匀速转动,然后踏动皮唧,用吹气嘴对准验音盘上的小孔吹气(用口吹也可以),空气柱振动发声。把吹气嘴从验音盘边缘向中心移动(不用最里面一列不均匀小孔),保持转速不变,得出音调与频率的关系。  2.音调与频率的关系,还可用两个频率不同的音叉直接演示。办法是在每个音叉的叉股上固定—根细钢针,另备一块被烟熏黑的玻璃板。用音叉槌敲击音叉,使两音叉振动发声,并同时匀速地在玻璃板上移动。移动时必须注意要使两音叉的钢针尖恰好与玻璃板接触,在玻璃板上得到如图1.55-3所示的两条曲线。比较两条曲线,得出频率与音调的关系。  3.用上述的一个音叉和熏黑的玻璃板,在音叉槌轻击和重击两种情况下,在玻璃板上得到如图1.55-4所示的两条曲线。比较两条曲线,得出响度与振幅的关系。

真空不能传播声音实验设计

  方法一   【制作方法】  1.用一个大肚的玻璃瓶制作成如图9.4-1所示的钟罩。注意:罩底可在玻璃板上加金钢砂轻轻研磨,使它平整光滑。  2.将瓶口加一个插玻璃管的橡胶塞,通过塑胶管接到手摇抽气机上,如图9.4-1所示。  3.把一块5毫米厚的橡胶板平铺在桌面上,其上放一小闹钟,用做好的钟罩扣住。  4.为防止上口或下底漏气,可在各接口处加真空油脂或凡士林密封。  【使用方法】  将闹钟上好劲、扣在钟罩内,摇动抽气机,给钟罩抽气。你会发现,闹钟的声音会由大变小,直至完全听不到声音。当停止抽气,向钟罩内放入空气时,声音又会由小变大。这说明:空气是传声的介质,真空不能传播声音。  方法二  【制作方法】  如图9.4-2所示,在一个玻璃瓶塞下用细线系两个金属环。瓶塞上的弯管用软胶管与两用气筒连接。  【使用方法】  先不接两用气筒,用手摇瓶,可听到两金属环碰击的声响。将瓶子与两用气筒连接,抽气;当瓶内空气稀薄,软胶管被大气压压扁,两用气筒几乎抽不动时,捏紧胶管,取下两用气筒。再摇瓶子时,只见金属环相碰,但听不到响声,这说明空气是传声的介质,真空不传播声音。

声音的反射和吸收实验设计

  声音的传播和光线的传播一样,遇到障碍物时会产生反射和吸收现象。坚硬、光滑的物体表面对声音有明显的反射作用。柔软、粗糙、多孔的物体表面则能吸收声音。自制一个简单的装置,就可比较不同物体表面对声音的反射和吸收作用。  【制作方法】  1.利用长20厘米的两个装羽毛球或刻字蜡纸的硬纸筒,其中一个筒一端开口,一端内部固定一块机械手表或怀表。另一个筒两端都开口,将两个筒安装在一个可调的支架上,装置如图9.5-1所示。  2.准备一块玻璃板、一块木板、一块泡塑板。  【使用方法】  1.将左右两筒轴线之间的夹角调为90°,把玻璃板放在木架的平台上,耳朵贴近右边纸筒的上口,即可听到手表的“嘀哒”声;去掉玻璃板换上木板,声音明显减弱。当放上泡塑板时,就听不到声音了。由此说明:玻璃板对声音的反射性能最好、木板次之,泡塑板最差。或者说泡塑板对声音的吸收性能最好。  2.改变两筒轴线之间的夹角,声音大小有明显的变化,说明物体表面反射声音的大小与接收者的角度有关。  3.实验过程中,请勿用手触摸装置,室内环境应该安静,以免影响实验效果。

测定声音在空气中的传播速度实验

  【目的】  用停表计时在户外测定声速;练习使用停表;进一步掌握用数步法测量距离。  【器材】  停表2只,径赛用发令枪(或爆竹),皮卷尺(或米尺、标好刻度的长绳)等。  【步骤】  1.三人为一组,在学校附近的马路或公路上选择400米左右的平直地段进行实验。两人在起点,其中一人用发令枪发送信号,另一人在发令时跟着启动手中的停表。还有一人位于终点,当听到发令枪声时立即启动手中的停表。然后把两只走动的停表交给发令者,由他同时按停停表,两表计时的读数差即为枪声的传播时间。三人轮换担任发令者,分别测出时间三次。  2.三人各自用数步法测出两地之间的距离。可在轮换时,分别数出行走的步效,再乘以自己每走一步的平均跨距。
姓名发出信号到停止
计时的时间t1/s
听到声音到停止
计时的时间t2/s
声音传播
时间t3/s
两地距离
d/m
声音传播
速度v/m*s^-1






  3.每人把测出的数据分别填入上表,并用速度公式算出声速。然后,根据三次测得的时间和距离的数据,分别求出这两个量的平均值,再算一次声速,作为小组的实验结果。

双耳效应实验设计

  人的耳朵不仅可以听到声音,而且可以利用两个耳朵接收声音时的强弱差别和时间差别,判断出发声物的方位和距离,人耳的这种能力称为双耳效应。通常,双耳效应不被人所注意,但利用一个简单的装置可以表演双耳效应。  【制作和使用方法】  1.用长1.5-2.0米,直径25毫米的一根塑料硬管(或金属管)即可,将内部装满细沙后两端用废纸堵住,在火炉旁加热后窝成一个圆形,两管口相距250毫米左右。  2.倒出管中的细沙,将管口打磨光滑,用布条将管挂在试听者的两耳旁如图9.6-1所示。  3.试听者紧闭双眼,耳贴管口,助手用一细木棒轻击管的任意部位,试听者皆能准确地判断出敲击处的位置,这就是双耳效应。

声音在空气中的传播实验设计

  【制作和使用方法】  1.找两个直径约10厘米的铁皮罐头筒,将两个底去掉,并在一面绷上乳胶薄膜。再像图9.3-1那样把铁筒口对口地支架起来。  2.在一个筒的薄膜外吊一个泡沫塑料小球。另准备一个1厘米粗的光滑小木棒。  3.用小木棒敲击右筒薄膜,左筒薄膜外的小球就会不断敲击薄膜。  【注意事项】  1.两个筒的外形尺寸应该完全一致,两个膜的绷紧程度要适当调整,才能得到良好的实验效果。  2.两个圆筒的开口要对齐、距离应由近及远逐渐调整。

基本原理

    声音是一种压力波:当演奏乐器、拍打一扇门或者敲击桌面时,他们的振动会引起介质——空气分子有节奏的振动,使周围的空气产生疏密变化,形成疏密相间的纵波,这就产生了声波,这种现象会一直延续到振动消失为止。  声音作为波的一种,频率和振幅就成了描述波的重要属性,频率的大小与我们通常所说的音高对应,而振幅影响声音的大小。声音可以被分解为不同频率不同强度正弦波的叠加。这种变换(或分解)的过程,称为傅立叶变换(Fourier Transform)。  因此,一般的声音总是包含一定的频率范围。人耳可以听到的声音的频率范围在20到2万赫兹之间。高于这个范围的波动称为超声波,而低于这一范围的称为次声波。狗和蝙蝠等动物可以听得到高达16万赫兹的声音。鲸和大象则可以产生频率在15到35赫兹范围内的声音。

造成危害

次声波

  次声波会干扰人的神经系统正常功能,危害人体健康。一定强度的次声波,能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。有人认为,晕车、晕船就是车、船在运行时产生的次声波引起的。在大风天气,高层建筑里的人往往感到头晕、恶心,这也是因为大风使高楼摇晃产生次声波的缘故。

噪声污染

  随着社会的进步,噪声污染已经成为社会突显问题。据调查,噪音每上升一分贝,高血压发病率就增加3%。影响人的神经系统,使人急躁、易怒;亦会影响睡眠,令人难以入睡,过大的噪音可以令人在睡中醒来,从而扰乱睡眠周期,造成睡眠不足或感到疲倦。40~50分贝的声音会干扰睡眠,60~70分贝会干扰学习,120分贝(甚至更高)会导致耳痛,听力丧失。

传播方法

  声音在不同的介质中传播的速度也是不同的。声音的传播速度跟介质的反抗平衡力有关,反抗平衡力就是当物质的某个分子偏离其平衡位置时,其周围的分子就要把它挤回到平衡位置上,而反抗平衡力越大,声音就传播的越快。水的反抗平衡力要比空气的大,而铁的反抗平衡力又比水的大。  声音的传播也与温度有关,声音在热空气中的传播速度比在冷空气中的传播速度快。  声音在传播还与阻力有关,当大风的天气中,声音传播的速度就慢得多。  声音还会因外界物质的阻挡而发生折射,例如人面对群山呼喊,就可以听得到自己的回声。另一个以折射为例:晚上的声音传播的要比白天远,是因为白天声音在传播的过程中,遇到了上升的热空气,从而把声音快速折射到了空中;晚上冷空气下降,声音会沉着地表慢慢的传播,不容易发生折射。

计量单位

  赫兹  赫兹是频率单位,记为Hz,指每秒钟周期性变化的次数。  分贝    分贝是用来表示声音强度的单位,记为dB。  

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