《聲的利用》課標(biāo)要求

1、聲的利用課標(biāo)要求從“課程內(nèi)容”的要求看，本專題涉及如下條目：232 了解現(xiàn)代技術(shù)中聲學(xué)知識(shí)的一些應(yīng)用。例3列舉超聲的應(yīng)用實(shí)例。聲的利用課標(biāo)解讀江蘇豐縣初級(jí)中學(xué)劉慶賀一、課標(biāo)要求從“課程內(nèi)容”的要求看，本專題涉及如下條目：232 了解現(xiàn)代技術(shù)中聲學(xué)知識(shí)的一些應(yīng)用。例3列舉超聲的應(yīng)用實(shí)例。二、課標(biāo)解讀本專題屬于課標(biāo)三大主題之一“運(yùn)動(dòng)和相互作用”主題的二級(jí)主題“聲和光”。物質(zhì)處于永恒的運(yùn)動(dòng)和相互作用中，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和相互作用的規(guī)律是物理學(xué)的核心內(nèi)容，也是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，采用多樣化的教學(xué)方式，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用，讓學(xué)生經(jīng)歷對(duì)知識(shí)的探究過程，發(fā)展學(xué)生探究問題和解

2、決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。本條目課程內(nèi)容主要涉及認(rèn)知性目標(biāo)。具體說明如下：“232 了解現(xiàn)代技術(shù)中聲學(xué)知識(shí)的一些應(yīng)用。”屬于認(rèn)知性目標(biāo)，從行為動(dòng)詞看，“知道”屬于“知道”層次的認(rèn)知目標(biāo)。聲的利用不僅僅是利用可聽聲，還包含利用超聲波和次聲波。人耳能聽到聲波的頻率范圍通常在20Hz至20000Hz之間，我們把它叫做可聽聲。頻率高于20000Hz的聲波叫做超聲波，頻率低于20Hz的聲波叫做次聲波。超聲波和次聲波人耳都聽不見，但有些動(dòng)物能聽見。聲可以傳遞信息，如回聲定位、診斷疾病、檢查機(jī)械故障等；聲波還可以傳遞能量，如清洗精細(xì)機(jī)械、擊碎體內(nèi)結(jié)石等。無論是可聽聲還是超聲、次聲，都攜帶著

3、能量向外傳遞。與可聽聲相比，超聲波具有方向性好、穿透能力強(qiáng)、易于獲得較集中的聲能等特點(diǎn)，因而有廣泛的應(yīng)用。如：利用超聲波可以發(fā)現(xiàn)潛艇、魚群等水下目標(biāo)，并測(cè)出位置。人們利用超聲穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)，用來觀察人體的內(nèi)部以診斷病情，也可用來檢測(cè)樣品內(nèi)部是否有缺陷；還可利用超聲的振蕩去除人體內(nèi)的結(jié)石，或清除精密機(jī)械上的污垢。人耳雖然聽不見次聲波，但有些動(dòng)物卻可以聽到。當(dāng)?shù)卣?、火山噴發(fā)、臺(tái)風(fēng)、海嘯、核爆炸時(shí)都伴有次聲波產(chǎn)生，因此利用次聲波可以對(duì)上述情況實(shí)施監(jiān)控。次聲波可以傳得很遠(yuǎn)，很容易繞過障礙物，而且無孔不入。一定強(qiáng)度的次聲波對(duì)人體會(huì)造成危害，使人產(chǎn)生恐懼、惡心、神經(jīng)錯(cuò)亂，甚至五臟破裂。強(qiáng)度大的還會(huì)對(duì)機(jī)器

4、設(shè)備、建筑物造成破壞。“例3列舉超聲的應(yīng)用實(shí)例?！睂儆谡J(rèn)知性目標(biāo)，從行為動(dòng)詞看，“列舉”屬于“了解”層次的認(rèn)知目標(biāo)。超聲也屬于聲，超聲的利用也體現(xiàn)在兩個(gè)方面，即超聲可以傳遞信息，還可以傳遞能量。利用超聲制成的聲吶可以探測(cè)海洋深度、探測(cè)魚群、敵方潛艇的位置。醫(yī)生用B型超聲波診斷儀向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，然后接收體內(nèi)臟器的反射波，反射波攜帶的信息經(jīng)過處理后顯示在屏幕上，可以準(zhǔn)確地獲得人體內(nèi)部疾病的信息。利用超聲穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可用來檢測(cè)樣品內(nèi)部是否有缺陷。交通部門可以利用超聲測(cè)量車輛的行駛速度，倒車?yán)走_(dá)也是利用超聲工作的。超聲傳遞能量的實(shí)例：利用超聲的振蕩去除人體內(nèi)的結(jié)石，或清除精密機(jī)械上的污垢。

5、利用超聲對(duì)鋼鐵、陶瓷、寶石等堅(jiān)硬物體進(jìn)行鉆孔和切削加工，這種加工的精度和光潔度很高。超聲波加濕器：把超聲波通入水罐中，采用超聲波高頻振蕩原理將水霧化為15微米的超微粒子，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，從而達(dá)到均勻加濕空氣的目的，就可以增加室內(nèi)空氣的濕度。藥液霧化器：對(duì)于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥力很難達(dá)到患病的部位。利用超聲波的高能量將藥液打碎成小霧滴，讓病人吸入，能夠增進(jìn)療效。聲的利用重難點(diǎn)突破江蘇豐縣初級(jí)中學(xué)戴松方一、教學(xué)內(nèi)容分析教材中注意區(qū)分了聲和聲音兩個(gè)概念。聲的概念比較廣，包括聲音、超聲、次聲等；而聲音的概念相對(duì)而言面要窄得多，它僅指人耳能感覺到的那部分聲。關(guān)于聲和聲音兩個(gè)概念，教學(xué)中教師

6、注意正確使用即可，不必對(duì)學(xué)生做出要求。聲音在實(shí)際生活中有廣泛的應(yīng)用。限于篇幅，課文中只介紹了一部分。本節(jié)的教學(xué)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自己從生活中的感知或資料查閱中了解利用聲的實(shí)例和工作原理。另一方面，應(yīng)發(fā)揮學(xué)生的想象力，鼓勵(lì)他們?cè)O(shè)計(jì)一些利用聲音的小發(fā)明。本節(jié)重點(diǎn)講述了聲與信息之間的聯(lián)系，以及聲與能量的關(guān)系。使人們能夠更好地利用聲為人們服務(wù)。二、重難點(diǎn)突破1聲與信息突破建議：學(xué)生在日常生活中已經(jīng)接觸過利用聲的事例，因此，本節(jié)課的引入可以采用“頭腦風(fēng)暴”法。具體做法如下：請(qǐng)同學(xué)們說出所了解的利用聲的現(xiàn)象；當(dāng)有人發(fā)言時(shí)，其他人必須仔細(xì)傾聽；任何人不得對(duì)他人的發(fā)言作好壞或正誤的評(píng)價(jià)。所謂“頭腦風(fēng)暴”，在形式上類似

7、于討論，但前者更加自由、靈活，討論的環(huán)境更加寬松。由于討論者不必考慮自己的見解是否恰當(dāng)，因此可以保證每個(gè)人充分發(fā)表自己的意見。在這種完全自由的情境下，一個(gè)人所提出的哪怕是很不成熟的觀點(diǎn)也可能激發(fā)其他人的思維，產(chǎn)生一系列新的想法。在同學(xué)們充分發(fā)表了各自的看法后，教師可對(duì)聲在社會(huì)生活中應(yīng)用的情況進(jìn)行分類：可以按照課本分為“聲與信息”和“聲與能量”兩類，也可按照聲音在醫(yī)療、工業(yè)、軍事、日常生活等方面的利用分類，然后根據(jù)分類進(jìn)行總結(jié)性的講解，在講解中應(yīng)對(duì)學(xué)生們遺漏的例子進(jìn)行補(bǔ)充。關(guān)于次聲波可以讓學(xué)生通過查找資料，了解火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺(tái)風(fēng)等許多災(zāi)害性事件發(fā)生前都會(huì)產(chǎn)生出次聲波，人們就可以利用這種

8、前兆來預(yù)報(bào)災(zāi)害事件的發(fā)生。在軍事上，可利用核試驗(yàn)、火箭運(yùn)行等產(chǎn)生的次聲波獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)。次聲波會(huì)干擾人的神經(jīng)系統(tǒng)正常功能，危害人體健康。一定強(qiáng)度的次聲波，能使人頭暈、惡心、嘔吐、喪失平衡感甚至精神沮喪。聲吶（SONAR）是英文Sound Navigation And Ranging （聲音導(dǎo)航與測(cè)距）的縮寫。對(duì)聲吶的系統(tǒng)研究與一艘著名的輪船“泰坦尼克”號(hào)有關(guān)。1912年“泰坦尼克”號(hào)首次出航即觸礁沉沒，這起事件震驚世界，隨即有人提出用聲學(xué)方法遙測(cè)航道上的冰山。緊接著在第一次世界大戰(zhàn)中，出于探測(cè)敵方潛水艇的需要，對(duì)聲吶的研究得到了進(jìn)一步發(fā)展。通過這些歷史事實(shí)引入下文，可以會(huì)引起學(xué)生的極大興趣。在

9、講蝙蝠的聲吶系統(tǒng)之前，可以先回顧一下“聲速”的概念，通過一個(gè)簡單的計(jì)算題使學(xué)生了解“根據(jù)回聲到來的時(shí)間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置”。在做B超檢查時(shí)，通常是將一束超聲波垂直發(fā)射進(jìn)入人體。超聲波在傳播時(shí)，碰到組織分界面（不同內(nèi)臟器官分界處、內(nèi)臟與骨骼分界處以及異物與組織交界處）時(shí)就會(huì)產(chǎn)生反射。反射波會(huì)在同一位置被記錄，根據(jù)反射波滯后于發(fā)射波的時(shí)間差，可以知道分界面在體內(nèi)的深度。如果不斷改變發(fā)射探頭的位置，就可以得到與體表相垂直的縱切面的圖像。2聲與能量突破建議：演示聲波傳遞能量時(shí)，利用可樂瓶自制的教具演示，效果很明顯。自制教具的做法是：去掉可樂瓶的瓶底，給開口處蒙上橡皮膜并扎緊。對(duì)著火焰敲橡皮膜，由

10、于膜的振動(dòng)，壓縮空氣?？靠諝獾臄D壓，可將燭焰吹滅。這說明聲波具有能量，能通過介質(zhì)傳遞能量。一般來說，超聲波產(chǎn)生的振動(dòng)比可聞聲更加強(qiáng)烈，常被用來清洗物體。通過閱讀和搜集資料，了解利用超聲波傳遞能量的實(shí)例主要有：在醫(yī)療上，利用超聲波的巨大能量可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎。在工業(yè)上，常用超聲波來清洗精密零件，原理是利用超聲波在清洗液中產(chǎn)生震蕩波，使清洗液產(chǎn)生瞬間的小氣泡，從而沖洗零件的每個(gè)角落。用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷混凝土制品，甚至水庫大壩，檢查內(nèi)部是否有氣泡、空洞和裂紋。超聲波清洗精細(xì)機(jī)械，主要依靠“空化”效應(yīng)。超聲波在清洗液中疏密相間地向前傳播，對(duì)液體產(chǎn)生拉伸和擠壓作用，使液體內(nèi)產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的微小氣泡。這些氣泡迅速產(chǎn)生，又迅速閉合，形成瞬間高壓，超過大氣壓