第三節(jié)超聲與次聲

第三章聲的世界第三節(jié)超聲與次聲測(cè)一測(cè)你聽(tīng)覺(jué)的頻率范圍

復(fù)習(xí)：前面我們學(xué)習(xí)了聲音的三個(gè)特征，它們分別與哪些因素有關(guān)呢？

聲音的響度與聲源振動(dòng)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(dòng)的頻率有關(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(tīng)見(jiàn)呢？

比較測(cè)量到的同學(xué)們的聽(tīng)覺(jué)范圍，人一般只能聽(tīng)到多少赫茲的聲音呢？

程序1程序2一、次聲波和超聲波1.可聞聲波：人耳能聽(tīng)到的聲波.其頻率范圍大致在20Hz-20000Hz之間．2.超聲波：頻率高于20000Hz的聲波．不能引起人類聽(tīng)覺(jué)器官的感覺(jué)．3.次聲波(又稱亞聲波)：頻率低于20Hz的聲波．不能引起人類聽(tīng)覺(jué)器官的感覺(jué)．大多數(shù)人能聽(tīng)到的聲音的頻率范圍大約是20～20000次／秒，蒼蠅飛行時(shí)的每秒振翅次數(shù)在聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)，而蝴蝶的每秒振翅次數(shù)小于最低限20次／秒，所以能發(fā)覺(jué)蒼蠅的飛行而不能發(fā)覺(jué)蝴蝶的飛行．蒼蠅飛行的每秒振翅147～200次，蝴蝶飛行時(shí)每秒振翅5～6次，為什么你憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)覺(jué)飛行中的蒼蠅，卻不能憑聽(tīng)覺(jué)發(fā)覺(jué)飛行中的蝴蝶？一些動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)大大優(yōu)于人類的聽(tīng)覺(jué)。如貓、狗和狐貍卻能聽(tīng)到音頻每秒鐘高于60000次的聲音，至于老鼠、蝙蝠、鯨魚(yú)和海豚，可以發(fā)射和接收音頻每秒鐘超過(guò)100000次的超聲波。你知道蝙蝠是怎樣判斷目標(biāo)的位置的嗎？蝙蝠是通過(guò)發(fā)出超聲波，然后接收回聲來(lái)導(dǎo)航的。除了超聲波，動(dòng)物們還能聽(tīng)到音頻每秒鐘只有10次或不到10次的次聲波，次聲波不僅我們的耳朵聽(tīng)不出來(lái)，就是地震儀器也極少可能把它測(cè)定出來(lái)。因此，它們能遙感得出數(shù)百公里之外雷電和洋底海嘯時(shí)發(fā)出的次聲波。

在我國(guó)北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)空氣的濕度。這就是超聲波加濕器的原理。二、超聲波（1）應(yīng)用于生活:超聲波加濕器1．特點(diǎn)：由于它的頻率高，因此具有以下特點(diǎn)：（a）方向性好，幾乎沿直線傳播；（b）穿透能力強(qiáng)，（c）在媒質(zhì)中傳播時(shí)能產(chǎn)生巨大的作用力，可以用來(lái)為硬質(zhì)材料做切割、鑿孔等．２．應(yīng)用金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事．如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動(dòng)沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈。用超聲波消毒滅菌也是有效的．例如用超聲波來(lái)給牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的破壞．超聲波消毒爐對(duì)于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥力很難達(dá)到患病的部位。利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠增進(jìn)療效。（2）應(yīng)用于醫(yī)學(xué)超聲波霧化器利用超聲波的巨大能量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎超聲波體外碎石機(jī)

人體各個(gè)內(nèi)臟的表面對(duì)超聲波的反射能力是不同的，健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣。平常說(shuō)的“B超”(B型超聲儀)就是根據(jù)內(nèi)臟反射的超聲波進(jìn)行造影，幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變。彩色B型超聲診斷儀（胃腸檢查）B超檢查胎兒健康情況利用超聲波作用于人體時(shí)．機(jī)體細(xì)胞受到振蕩和刺激，可起按摩作用，治療神經(jīng)痛等疾患．超聲波按摩棒超聲波按摩泡腳盤(pán)（3）應(yīng)用于工業(yè)用超聲波檢測(cè)建筑有無(wú)損害.用超聲波來(lái)測(cè)量物體厚度.超聲波探傷，由于超聲波的穿透能力很強(qiáng)，可以制成超聲波探傷儀，用來(lái)探查金屬內(nèi)部的缺陷．超聲波探傷儀

超聲波在水中傳播的距離要比光波和無(wú)線電波遠(yuǎn)得多。水聲測(cè)位儀既能發(fā)出短促的超聲波脈沖．又能接收被潛艇、魚(yú)群或海底反射回來(lái)的超聲波，根據(jù)反射波滯后的時(shí)間和波速，就可以確定潛艇、魚(yú)群的位置或海水深度．水聲測(cè)位儀（4）應(yīng)用于航海、漁業(yè)方面

2000年8月12日，俄羅斯的“庫(kù)爾斯克”號(hào)核潛艇在巴倫支海遇難沉沒(méi)。探測(cè)專家用超聲波可探測(cè)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，從超聲波發(fā)出直至接收到潛艇的回波經(jīng)歷的時(shí)間為t=0.146s，則潛艇沉沒(méi)的實(shí)際深度h約為多大？取整數(shù)值（超聲波在海水中的傳播速度v=1450m／s)三、次聲波(1)特點(diǎn):頻率低，次聲波具有極強(qiáng)的穿透力

(3)危害:不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅(jiān)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(jī)都不在話下。次聲穿透人體時(shí)，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)致死亡。

（2）次聲波的產(chǎn)生：太陽(yáng)磁暴、海峽咆哮、雷鳴電閃、氣壓突變；在工廠，機(jī)械的撞擊、摩擦；軍事上的原子彈、氫彈爆炸試驗(yàn)等等，都可以產(chǎn)生次聲波．

1948年初，一艘荷蘭貨船在通過(guò)馬六甲海峽時(shí)，一場(chǎng)風(fēng)暴過(guò)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(shí)，恰遇上海上起了風(fēng)暴．風(fēng)暴與海浪摩擦，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(dòng)、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡．why?

在20世紀(jì)30年代，美國(guó)一位物理學(xué)家做過(guò)實(shí)驗(yàn)：他把一臺(tái)次聲發(fā)生器帶進(jìn)劇場(chǎng)，開(kāi)演后悄悄地打開(kāi)，然后坐在自己的包廂內(nèi)觀察動(dòng)靜，只見(jiàn)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(gè)劇場(chǎng)．

原來(lái)，人體內(nèi)臟固有的振動(dòng)頻率和次聲頻率相近似（0.01～20赫），倘若外來(lái)的次聲頻率與身體內(nèi)臟的振動(dòng)頻率相似或相同，就會(huì)引起人體內(nèi)臟的“共振”，從而使人產(chǎn)生頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀。特別是當(dāng)人的腹腔、胸腔等固有的振動(dòng)頻率與外來(lái)次聲頻率一致時(shí)，更易引起人體內(nèi)臟的共振，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，不會(huì)“共振”。超聲波對(duì)人體是否也有這樣的危害呢？？為什么次聲波能致人于死呢？(4)次聲波的應(yīng)用A.建立次聲波站，可以探知幾千米外的核武器試驗(yàn)和導(dǎo)彈發(fā)射.B.由地震引起的巨大海浪的傳播速度和臺(tái)風(fēng)中心的移動(dòng)速度都小于次聲波的波速，所以接收次聲波能預(yù)報(bào)破壞性很大的海嘯、臺(tái)風(fēng).C.國(guó)際海難救助組織就在一些遠(yuǎn)離大陸的島上建立起“次聲定位站”，監(jiān)測(cè)著海潮的洋面．一旦船只或飛機(jī)失事附海，可以迅速測(cè)定方位，進(jìn)行救助．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上，所有的人都將被殺死，且無(wú)一能幸免．次聲武器能夠穿透15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“肚子”里，也還是一樣地難逃殘廢的厄運(yùn)．次聲炸彈和中子彈一樣，只殺傷生物而無(wú)損于建筑物．但兩者相比，次聲彈的殺傷力遠(yuǎn)比中子彈強(qiáng)得多．次聲波和超聲波次聲波超聲波頻率低于20Hz的聲波叫次聲波.應(yīng)用：可以探測(cè)核武器試驗(yàn)和導(dǎo)彈發(fā)射預(yù)報(bào)破壞性很大的海嘯、臺(tái)風(fēng)等頻率高于20000Hz的聲波叫超聲波.應(yīng)用：確定潛艇、魚(yú)群的位置或海洋的深度超聲波探傷儀超聲加濕器醫(yī)學(xué)上的B超消毒殺菌等1.一切正在發(fā)聲的物體都在______，通常稱為_(kāi)____，由聲源發(fā)出的聲音是通過(guò)______傳播到人耳的。聲音在______中是不能傳播的。2.吹笛子發(fā)出的聲音是______振動(dòng)引起的（填：“人嘴”“笛子桿”“笛中的空氣”）。分析:人吹笛子時(shí)，吹出的氣流進(jìn)入笛腔使腔中的空氣振動(dòng)，再通過(guò)手指堵笛孔來(lái)改變笛腔長(zhǎng)度，從而發(fā)出各種聲音。

本章復(fù)習(xí)題:聲源振動(dòng)介質(zhì)真空3.“聞其聲而不見(jiàn)其人”時(shí)，你往往根據(jù)說(shuō)話聲就可以判斷出誰(shuí)在講話，這是因?yàn)椴煌寺曇艟哂胁煌?)A.振幅B.頻率C.響度D.音色4.拿一張硬紙片讓它快些從一木梳上劃過(guò)，再讓它從同一木梳上慢一點(diǎn)劃過(guò)，則兩次所發(fā)出的聲音:()A．響度不同B．音調(diào)不同

C．音色不同D．前三者都不同DB6.男低音獨(dú)唱時(shí)由女高音輕聲伴唱，則下列對(duì)兩人聲音描述正確的是（）A.男聲音調(diào)低，響度?。慌曇粽{(diào)高，響度大B.男聲音調(diào)高，響度大；女聲音調(diào)低，響度小C.男聲音調(diào)高，響度?。慌曇粽{(diào)低，響度大D.男聲音調(diào)低，響度大；女聲音調(diào)高，響度小D5、電子樂(lè)器可以模仿各種樂(lè)器發(fā)出的聲音，要模仿得逼真，其關(guān)鍵要求電子樂(lè)器所發(fā)聲音與所要模仿樂(lè)器發(fā)聲的哪一項(xiàng)特征盡可能的一致?

(

)

A．音調(diào)

B．頻率

C．響度

D．音色Ｄ7．昆蟲(chóng)在飛行時(shí)抖動(dòng)翅膀發(fā)出聲音，蒼蠅每10s翅膀振動(dòng)3520次，蜜蜂每20s翅膀振動(dòng)3800次，蚊子每5s翅膀振動(dòng)3200次，那么它們翅膀振動(dòng)頻率最大的是______________，音調(diào)最高的是______________．蚊子蚊子8.人看到蝙蝠在空中飛行，卻很難聽(tīng)到蝙蝠發(fā)出的聲音，其原因是：（）A、蝙蝠不會(huì)發(fā)聲；B、蝙蝠發(fā)聲響太小；C、發(fā)聲的頻率太高；D、發(fā)聲的頻率太低C9.為了保持安靜的工作和休息環(huán)境，周圍的聲響大致不應(yīng)超過(guò)（）BA．20分貝B．50分貝C．70分貝D．90分貝10．減弱噪聲的影響可以從三個(gè)途徑進(jìn)行。在汽車的排氣管上加消聲器，