物理人教版（2024）版八年級上冊2.3聲的利用教學(xué)課件02

第二章

聲現(xiàn)象第3節(jié)

聲的利用

人從呱呱墜地時(shí)起，就開始利用聲音了。媽媽能從嬰兒的啼哭聲中發(fā)現(xiàn)寶寶情緒的變化；水手可以通過汽笛的回聲判斷懸崖的距離；醫(yī)生會(huì)用各種各樣的超聲儀器為患者診病……大象利用次聲波交流蝙蝠利用超聲波捕食自然界的聲現(xiàn)象實(shí)在是太多了。除了人類，動(dòng)物中也有不少是利用聲的高手。你能舉出一些例子嗎？想一想

請同學(xué)們分析以下場景有什么共同點(diǎn)？說明了什么問題？醫(yī)生用聽診器了解人體器官的健康狀況老師講課，同學(xué)們聽明白了利用接收到的次聲波可以判斷地震及臺(tái)風(fēng)的位置等聽到遠(yuǎn)處隆隆的雷聲，可以判斷一場大雨即將來臨當(dāng)人們感知到不同的聲音時(shí)，就會(huì)傳遞給人們不同的信息。聲可以傳遞信息知識(shí)點(diǎn)一：聲與信息1、次聲波（1）特點(diǎn)：頻率低于20Hz，穿透能力強(qiáng)；在空氣中傳播的距離遠(yuǎn)，不容易被吸收；破壞性大。（2）來源：地震、火山爆發(fā)、臺(tái)風(fēng)、極光、雷電、磁爆、空氣湍流、流星撞擊等自然現(xiàn)象及核試驗(yàn)、導(dǎo)彈發(fā)射、巨型飛機(jī)起飛及大橋、水電站大壩的振動(dòng)等都可以產(chǎn)生次聲波。（3）危害：強(qiáng)次聲波能使機(jī)械設(shè)備破裂、飛機(jī)解體、建筑物遭到破壞等，人在強(qiáng)次聲波的環(huán)境中，會(huì)產(chǎn)生惡心、眩暈等癥狀，嚴(yán)重的會(huì)造成內(nèi)臟出血破裂，危及生命。

印度洋海嘯，也稱為南亞海嘯，發(fā)生在2004年12月26日死亡人數(shù)超過29萬，造成的財(cái)物損失超過100億歐元。海嘯產(chǎn)生的次聲波可以傳播幾千千米而能量損失很小。海嘯如果到達(dá)岸邊，“水墻”就會(huì)沖上陸地，對人類生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。2、次聲波應(yīng)用：傳遞信息預(yù)報(bào)火山爆發(fā)、雷暴等自然災(zāi)害。通過測定自然或人工產(chǎn)生的次聲波在大氣中的傳播特性，探測出某些大規(guī)模氣象活動(dòng)的性質(zhì)和規(guī)律。利用接收到的被測聲源產(chǎn)生的次聲波，探測聲源的位置、大小和硏究其他特性，如通過接收核爆炸產(chǎn)生的次聲波，探測核爆炸的強(qiáng)度和位置?；鹕奖l(fā)會(huì)產(chǎn)生次聲波大象利用次聲波交流美國B-29超級堡壘飛離原子彈爆炸區(qū)想一想蝙蝠是怎樣確認(rèn)目標(biāo)的？它采用的方法叫做什么？

蝙蝠在飛行時(shí)會(huì)發(fā)出超聲波，這些超聲波碰到墻壁或昆蟲時(shí)會(huì)反彈回來，根據(jù)回聲到來的方位和時(shí)間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置。

這種方法叫做回聲定位。人們利用這個(gè)原理研制了聲吶、雷達(dá)、“B超”等。蝙蝠靠超聲波發(fā)現(xiàn)昆蟲3、超聲波：回聲定位原理傳遞信息采用“回聲定位”原理制成的超聲導(dǎo)盲儀可以探測障礙物，幫助盲人出行。

超聲導(dǎo)盲儀通過發(fā)射超聲波，接收障礙物反射的回波，經(jīng)過處理后，將障礙物的距離信息轉(zhuǎn)化為聲音信息，以可聽聲的形式反饋給使用者，達(dá)到“以聽代視”的效果。超聲導(dǎo)盲儀及其原理超聲導(dǎo)盲儀倒車?yán)走_(dá)在倒車時(shí)，利用超聲波原理，由裝置在車尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超聲波撞擊障礙物后反射此聲波，計(jì)算出車體與障礙物間的實(shí)際距離，然后提示給司機(jī)，使停車或倒車更容易、更安全。倒車?yán)走_(dá)倒車?yán)走_(dá)人們利用聲吶可以來測量海底的深度。聲吶探測海底深度測量海底深度的原理：

就是從船上發(fā)出聲脈沖至海底，通過測算接收，然后將接收到的回聲所經(jīng)歷的時(shí)間自動(dòng)轉(zhuǎn)換為深度值顯示出來。

探測魚群位置聲吶探測海底結(jié)構(gòu)

我們平?？吹降暮５捉Y(jié)構(gòu)圖就是根據(jù)聲吶提供的數(shù)據(jù)繪制的。探測潛艇位置

探測魚群、潛艇位置、繪制水下數(shù)千米地形圖等。聲吶的一些應(yīng)用醫(yī)生用B超查看胎兒發(fā)育情況醫(yī)生用B型超聲波診斷儀向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，反射波攜帶的信息經(jīng)過處理后顯示在屏幕上。這就是常說的“B超”?！癇超”原理超聲波診斷儀把一塊石頭扔進(jìn)水里，可以看到一圈一圈的水波向四周散去，水面上的樹葉也隨之起伏。這說明扔石頭的能量通過水波傳給了樹葉。聲波也是一種波動(dòng)，那么，聲波能傳遞能量嗎？想一想知識(shí)點(diǎn)二：聲與能量將揚(yáng)聲器對準(zhǔn)燭焰，播放音樂，你看到了什么現(xiàn)象？這說明了什么問題？現(xiàn)象：燭焰發(fā)生顫動(dòng)。結(jié)論：聲波能傳遞能量超聲波清洗機(jī)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。把被清洗的物體放在清洗液里，超聲波穿過液體并引起激烈的振動(dòng)，振動(dòng)把物體上的污垢敲擊下來而不會(huì)損壞被洗的物體。

超聲波牙刷也是利用了超聲波的振動(dòng)原理。超聲波清洗眼鏡超聲波牙刷超聲波碎石機(jī)超聲波碎石是利用電能轉(zhuǎn)變成聲波，聲波在超聲轉(zhuǎn)換器內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)能，通過超聲電極傳遞到超聲探桿上，使其頂端發(fā)生縱向振動(dòng)，當(dāng)與堅(jiān)硬的結(jié)石接觸時(shí)產(chǎn)生碎石效應(yīng)，但對柔軟的組織并不造成損傷。不用開刀，不會(huì)對身體造成傷害。超聲波碎石機(jī)超聲波霧化器超聲波霧化器是指應(yīng)用于醫(yī)療方面霧化設(shè)備。其基本原理：來自主電路板的振蕩信號傳遞給超聲晶片，超聲波晶片把電能轉(zhuǎn)化為超聲波能量，超聲波能量在常溫下能把水溶性藥物霧化成1um到5um的微小霧粒，以水為介質(zhì)，利用超聲定向壓強(qiáng)將水溶性藥液噴成霧狀，借助內(nèi)部風(fēng)機(jī)風(fēng)力，將藥液噴入患者氣道，再被患者吸入，直接作用于病灶，主要用于內(nèi)科、外科、五官科、兒科等方面。超聲波霧化器超聲波探傷儀超聲波探傷儀是利用超聲波能透入金屬材料的深處，并由一界面進(jìn)入另一界面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來檢查零件缺陷的一種方法。超聲波探傷儀超聲波洗牙超聲波洗牙超聲波洗牙是目前較為先進(jìn)的洗牙技術(shù)，通過超聲波的高頻震蕩作用，可以去除牙結(jié)石、煙漬和茶斑。建筑聲學(xué)的杰作

馳名中外的北京天壇，是明清兩代皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方，其中的回音壁、三音石、圜丘三處建筑有非常美妙的聲音現(xiàn)象。

圜丘在天壇公園的南部，是一座分成三層的圓形平臺(tái)，每層的周邊都有漢白玉欄桿，每層平臺(tái)的臺(tái)面都有光滑的石板鋪成。第三層臺(tái)面高出地面約5m，半徑約11.5m，第三層中心是一塊圓形的大理石。俗稱天心石或太極石，當(dāng)你站在天心石上說話或唱歌時(shí)，你會(huì)覺得聲音特別洪亮。天壇的圜丘。人站在中央臺(tái)上說話，會(huì)感到聲音特別洪亮。圜丘反射聲的示意圖

這種奇妙的現(xiàn)象是聲音反射造成的音響效果。圜丘第三層臺(tái)面中心略高，四周。微微向下傾斜。當(dāng)有人在臺(tái)中心喊叫一聲，傳向四處的聲音有一部分被四周的石欄桿反射，射到稍有傾斜的臺(tái)面后又反射到臺(tái)中心。

因?yàn)猷髑鸬谌龑影霃絻H11.5m，從發(fā)聲到回聲返回中心約需0.07s，所以回聲跟原來的聲音混在一起，分辨不開，只覺得聲音格外響亮，還使人覺得似乎有聲音從地下傳來。國家大劇院音樂廳

圜丘等反映出我國古代高水平的建筑聲學(xué)成就。現(xiàn)在建筑如禮堂、音樂廳等，也有著很高的聲學(xué)要求。設(shè)計(jì)師通過選擇吸聲材料和特別的聲學(xué)設(shè)計(jì)，使聽到的聲音更加飽滿悅耳。

音樂廳的天花板被打造成一件精美的抽象藝術(shù)品，形狀不規(guī)則的白色浮雕有利于聲音的擴(kuò)散。為了達(dá)到聲效的完美，在頂棚的下面還懸掛了一面集中式反聲板，它的作用是將聲音向四面八方散射。傳遞能量超聲波超聲波清洗機(jī)超聲波碎石機(jī)傳遞信息醫(yī)學(xué)上：B超、超聲波診斷儀生產(chǎn)中：超聲探測儀、超聲測速