技術(shù)物理 上冊（第四版）教案 第5章 機械振動和機械波

第5章機械振動和機械波

引言：在生產(chǎn)實踐和生活中，除了前幾堂所學習的直線運動、曲線運動、轉(zhuǎn)動外，還

廣泛存在另一種運動一一機械振動和機械波。例：小鳥飛離枝頭，樹枝會振動起來；汽車行

駛，內(nèi)燃機里的活塞會振動起來；機器開動，底座會振動起來；魚兒跳出水面，水面上不斷

有波紋傳過；空氣中不斷有聲音（聲波）傳來……這些都是我們生活中所常見的機械振動和

機械波。

物體沿著直線或弧線在某一位置（稱為平衡位置）附近做來回往復的運動，稱為機械

振動，簡稱振動。機械振動的傳播形成機械波，簡稱波。

振動和波動是非常普遍、非常重要的運動形式，它們不僅限制在機械運動范圍，在熱學、

電磁學、光學、原子和原子核物理學中都存在。本章我們將學習機械振動和機械波。

5-1簡諧運動

一、教學目標

1.了解機械振動和簡諧運動的概念。

2.掌握簡諧運動回復力的特征。

3.掌握在一次全振動過程中回復力、加速度隨位移的變化規(guī)律。

4.理解簡諧運動的周期、頻率、振幅的物理意義。

5.借助彈簧振子模型，滲透物理學的方法教育。

二、教學重點難點

重點：（1）簡諧運匆的回復力特征及變化規(guī)律。

（2）加速度、速度、位移等物理量周期性變化的規(guī)律。

難點：（1）回復力、位移、速度、加速度的方向及大小變化。

（2）理解及判斷機械能之間的相互轉(zhuǎn)化。

三、教學器材

彈簧振子演示儀器、國片。

四、教學建議

教法建議

討論、演示實驗、講解。

數(shù)學設(shè)計方案

（一）引入新課

提問請同學們思考：物體做勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動

時，物體受到什么樣的力作用？

（勻速直線運動的物體不受力作用或合力為零，勻變速直線運動和平拋運動物體受恒力

作用，勻速圓周運動所受作用力大小不變、方向變化。）

現(xiàn)在我們將要研究一種更復雜的機械運動一簡諧運動，以及機械振動在介質(zhì)中的傳播一

機械波。

（二）引出課程內(nèi)容

機械振動和機械波是自然界中常見的運動形式之是既有密切聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別的

兩個概念。

機械振動和機械波的知識是學習其他形式的振動和波的基礎(chǔ)，也是聲學、地震學、建

筑力學、光學和無線電等學科的出發(fā)點。簡諧運動是最簡單最基本的振動。本章從分析彈

簧振子的振動、單擺的振動來研究簡諧運動的特性，然后在此基礎(chǔ)上研究機械波的形成、

傳播及其特性。

1.機械振動

舉例：微風中樹枝的顫動、鐘擺的擺動、聲帶的振動、地震、游樂園里的海蹦床等都是

機械振動。

請學生列舉口常生活和生產(chǎn)中機械振動的例子。

教師演示彈簧振子的振動、單擺的振動，提問學生振動的規(guī)律。

機械振動：物體沿著直線或弧線在某一位置附近作來回往復的運動，稱為機械振動，

簡稱振動。

機械波：機械振動在介質(zhì)中的傳播，稱為機械波，簡稱波。

機械振動的特點：物體在某一位置附近作來回往復的運動。

2.簡諧運動

簡諧運動是機械振動中最簡單的一種運動，彈簧振子和單擺的振動都是簡諧運動，下

面以彈簧振子為例，來分析簡諧運動。

（1）彈簧振子：把一根輕彈簧的一端固定，另一端系一個穿孔小球，如圖1所示，把

它們穿在水平桿上。在彈簧與小球的質(zhì)量相比很小時，忽略彈簧的質(zhì)量（彈簧稱輕彈簧），

且設(shè)水平桿是沒有摩擦的光滑圓棍，這樣的d1

系統(tǒng)就稱為彈簧振子。；,飛X

利用彈簧振子演示儀器演示彈簧的，/uuuu.uu」w1

振子振動過程：'80C、

OTCTOTBTO圖?

引導學生注意觀察振子的運動規(guī)律。

（2）全振動：彈簧振子從某一狀態(tài)起，再次回到這一狀態(tài)時所完成的振動稱為一次全

振動。

（3）振動的位移：取平衡位置。為x軸的原點，向右為x軸正方向建立坐標系。

振動的位移：振子離開平衡位置的距離，方向由平衡位置指向振子所在點。

（4）回復力：

分析彈簧振子振動過程中的受力情況：

OfB,彈力方向向左，位移方向向右。

BTO,彈力方向向左，位移方向向右。

OTC,彈力方向向右，位移方向向左。

CfO,彈力方向向右，位移方向向左。

可見，振子之所以能在平衡位置附近做往復的運動，原因是有一個方向總是指向平衡

位置的彈力作用在振子上，我們把使物體回到平衡位置的力稱為回復力。彈簧振子振動過

程中彈力就是回復力。

回復力：使物體回到平衡位置的力稱為回復力。

根據(jù)胡克定律，彈簧的彈力與彈簧的伸長量（或縮短量）成正比，即與小球離開平衡

位置的位移工成正比，又因彈力總是與位移的方向相反，因此，彈力

F=-kx

負號表示回復力的方向與位移方向相反，女是彈簧的勁度系數(shù)。

（5）簡諧運動的定義：物體在與位移成正比而與位移的方向相反的回復力作用卜.的

振動，稱為簡諧運動。

3.描述簡諧運動的幾個物理量

（I）振幅4振動物體離開平衡位置的最大距離稱為振幅。振幅是表示振動強弱的一

個物理。

（2）周期?。何矬w完成?次全振動所需的時間稱為周期。周期是表示振動快慢的?個

物理量。

（3）頻率：振動物體在單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)稱為頻率。

頻率的單位：赫茲，（簡稱赫），符號是Hz.一秒內(nèi)完成一次全振動頻率就是1Hz,

IHz=ls'o頻率也是表示振動快慢的一個物理量，它和周期的關(guān)系為

T=—sJcv=—

vT

簡諧運動的頻率（周期）與振幅無關(guān)，由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，所以稱為系統(tǒng)的固

有頻率（周期）。

（4）固有頻率（周期）：由振動系統(tǒng)本身性質(zhì)決定的頻率（周期）。

（5）角頻率。：頻率的2兀倍,稱為角頻率。6?=2K/=—

T

角頻率的單位：弧度每秒，符號是rad/s或s。

4.簡諧運動的性質(zhì)

根據(jù)牛頓第二定律，質(zhì)量為m的振子的加速度“=￡=一幺x，即簡諧運動中，加速度也

mm

跟位移成正比，而與位移的方向相反。這說明加速度的方向也始終指向平衡位置。

筒諧運動中，彈簧振子所受的彈力的大小和方向時刻改變，加速度的大小和方向也時刻

3.簡諧運動的振幅、周期、頻率。

4.簡諧運動的性質(zhì)

5.簡諧運動的能量及轉(zhuǎn)化過程。

（四）作業(yè)布置

1.P1262、4題2,《技術(shù)物理練習冊》（第3版）相關(guān)習題

（五）教學說明

1.學生剛接觸變力，而且變化的物理量比較多，比較難理解。講課時應(yīng)放慢節(jié)奏，通

過實驗或動畫幫助學生理解。

2.本節(jié)課去掉了簡諧運動的方程和簡諧運動的圖像。因為要講運動方程就得介紹角頻

率和相位的概念，這兩個概念相對于現(xiàn)在的初中畢業(yè)生難度有些大。而簡諧運動的圖像必須

在給出運動方程方可畫出，建議該部分內(nèi)容根據(jù)學生具體情況取舍。

5-2單擺*扭擺

一、教學目標

1.理解單擺振動定律，明確單擺振動可看成簡諧運動的條件。

2.會分析單擺振動過程中力、速度、加速度隨位移變化的關(guān)系。

3.了解振動圖像的物理意義。

4.通過單擺做簡諧運動條件的學習，會用近似處理方法來解決物理問題。

5.通過振動圖像的學習，學會用圖像法表示事物的變化規(guī)律。

二、教學重點難點

重點：（1）簡諧運動的回復力特征及變化規(guī)律。

（2）加速度、速度、位移等物理量周期性變化的規(guī)律。

（3）單擺振利定律，周期公式。

難點：回復力、位移、速度、加速度的方向及大小變化.

三、教學器材

單擺演示儀器、圖片，

四、教學建議

效法建議

討論、演示實驗、講解。

教學設(shè)計方案

（一）引入新課

口常生活中，我們常常見到擺鐘擺錘的振動，這種振動有什么特點呢？它是根據(jù)什么原

理制成的？擺錘的振動類似于物理上的一種理想模型一一單擺。

（二）引出課程內(nèi)容

首先通過演示實驗，使學生認識單擺。

1.單擺

（1）單擺

一根不能伸縮的細線（質(zhì)量可忽略），其下端懸掛一個小球，上端固定在懸點上，然后

撥動小球，小球略微移動后，就可以在一豎直面內(nèi)左右來回擺動，如圖1所示，這種裝置稱

為單擺。宿舍里電線懸掛著的電燈，也可以視為單擺。

做單擺演示實驗。介紹擺長、擺球、擺角等有關(guān)名詞概念。

提問：單擺運動時，擺球受幾個力，什么力使擺球在平衡

位置兩側(cè)做往復運動？

（2）擺球受力分析

擺球在運動過程中，受到重力〃?g和線的拉力片的

作用（為了簡化問題，忽略阻力）。重力可分解為沿著

懸線方向的分力Q和圓弧相切方向的力凡Q和線的拉

力FT的合力沿擺線指向圓心（懸點），作為擺球運動的向心力，它只

改變擺球運動的方向，不改變擺球運動的快慢，在研究單擺的擺

動時，可以不予考慮。

當。＜5°,圓弧仙可以近似地看成弦長X。分力尸可以近似地看作沿這條直線作

用，它的方向指向平衡位置，它使搜球產(chǎn)生指向平衡位置的加速度。當小球運動到平衡位

置的左側(cè)時，其重力可以按同樣方法進行分解，力尸仍指向平衡位置?？梢?，力戶是使單

擺振動的回復力，/=M#sin。。在擺角小于5。時，a角的弧度值近似等于sin。值,

所以Sina*],F=mg—°在考慮了力和位移的方向后F=—mgy

蟹為常量，令蟹=k,貝ijF=-kx

（3）單擺運動性質(zhì)

在擺角小于5’的情況下，單擺振動的回復力跟位移成正比，而與位移的方向相反，單

擺做簡諧運動。

2.單擺的周期公式

（1）演示實驗：（為了在短時間內(nèi)完成演示實驗，可測5次或10次全振動的時間來求周

期7)

①擺長取1m,擺球用鋼球，a<5°,用秒表測周期。

②擺長不變，擺球質(zhì)量不變，a<5°,改變振幅，用秒表測周期。

③擺長不變，振幅不變，a<5°,改變擺球質(zhì)量（改用鋁球），用秒表測周期。

④擺球用鋼球，a<5°,振幅不變（同上），改變擺長（等于上面擺長的一半），用

秒表測周期。

從實驗數(shù)據(jù)得出，單擺的周期與擺球質(zhì)量和振幅無關(guān)。不同擺長時的周期比值和其擺長

的二次方根的比值相等。說明單擺的周期與擺長的二次方根成正比。

如果在地球上不同的位置做此實驗，還可發(fā)現(xiàn)單擺的周期與當?shù)氐闹亓铀俣鹊亩畏?/p>

根成反比，由此可得單擺振動的規(guī)律。

（2）實驗結(jié)論

單擺振動定律：在偏角a<5°情況下，單擺的周期與擺長的二次方根成正比，與重力加

速度的二次方根成反比，而與擺球的質(zhì)量和振幅無關(guān)，這就是單擺振動定律。

（3）單擺的周期公式丁=2兀產(chǎn)

（4）單擺的等時性：在偏向很小的情況下，單擺的振動周期與振幅無關(guān)的性質(zhì)稱為單

擺的等時性。

由周期公式可以看出，當單擺的擺長確定時，擺的振動周期就被確定了，這種性質(zhì)稱

為擺的等時性。伽利略利用脈搏跳動的次數(shù)計時，證實了擺的等時性。后來他利用擺的等時

性制造了測量病人脈搏的計時器。以后出現(xiàn)了擺鐘一一最早的現(xiàn)代計時器。

2.單擺振動定律的應(yīng)用

（1）利用單擺計時

時鐘用擺的振動周期沖時，就是單擺等時性的利用。周期是2s的單擺稱為杪擺。

（2）測定重力加速度

從周期公式可以看出：如果測出單擺的擺長和它的振動周期，就可以算出當?shù)氐闹亓?/p>

速度。而周期和擺長都可以簡單而精確的測量，所以，單擺又可用來簡單而精確地測定重力

加速度。

3.沙擺和簡諧運動的圖像

為了便于研究物體的振動，常常畫出振動的位移隨時間變化的圖像，這種圖像叫振動圖

像。如圖2所示的裝置：讓一只裝細沙的漏斗在一豎直平面里做詢諧運動，再在漏斗的下面

放置?塊硬紙板，板上畫有?根線0/作為時間軸，這根線要通過擺的平衡位置并與擺的振

動平面垂直?，F(xiàn)在我們在漏斗擺動的同時勻速拉動

紙板,從漏斗中漏下來的沙子就在紙板上記下了各個

時亥IJ擺的位置。任何一部分沙子跟。，軸的垂直距離

都等于該時刻擺的位移的大小，位移的最大值就等

于擺的振幅。沙子連續(xù)不斷地漏下來，在紙板上就

圖2

形成了擺的振動圖像（位移-時間圖像），如圖3。實際上，所有簡諧運動的圖像都是余弦或

正弦曲線。

圖3

4.*扭擺

把一根細懸絲一端固定，另一端與一個桿或一個圓盤固定在一起所構(gòu)成的裝置叫扭擺。

如圖4。//〃

如果給扭擺施加一個恒定的外力矩，懸絲將產(chǎn)生II

一個恢復力矩，扭擺將轉(zhuǎn)過一個角度。當扭擺所受力]“年

矩平衡時，就可以由懸絲狗扭轉(zhuǎn)力矩求出外力矩和外”o

力的大小。<9癡

庫侖在1777年發(fā)明的著名的庫侖扭秤（圖5）<7

就是個扭擺，庫侖用它則定了兩個電荷之間的靜圖4圖§

電力的大小。1798年，卡文迪許用扭秤測定了萬有引力常量。

（三）小結(jié)

1.單擺及單擺做簡諧運動的條件。

2.單擺振動定律。

3.簡諧運動的圖像。

（四）作業(yè)布置

1.P1292、3、1題2.《技術(shù)物理練習冊》（第3版）相關(guān)習題

（五）教學說明

單擺做簡諧運動的回復力的來源是本節(jié)課的難點，教師可以通過受力分析，來講授單擺

做簡諧運動的回任力是重力的一個分力，它總是指向平衡位置。單擺的周期馬振幅、擺球質(zhì)

量無關(guān)，也不容易理解。通過實驗來說明，則相對易于理解。

5-3工程實際中的振動

一、教學目標

1.了解阻尼振動和受迫振動現(xiàn)象。

2.了解共振現(xiàn)象，掌握共振條件。

3.了解振動圖像的物理意義。

4.了解共振在實際中的應(yīng)用。

二、教學重點難點

重點：共振現(xiàn)象及變化規(guī)律。

難點：共振振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系。

三、教學器材

共振擺演示器、圖片，

四、教學建議

數(shù)法建議

觀察、演示實驗、討論。

數(shù)學設(shè)計方案

（一）引入新課

物體在平衡位置附近來回往復的運動稱為機械振動，它是一種重要運動形式。從日常生

活到生產(chǎn)技術(shù)以及自然界中到處都存在著振動。一切發(fā)聲體都在振動，機器的運轉(zhuǎn)總伴隨著

振動，海浪的起伏以及地震也都是振動，就是晶體中的原子也都在不停的振動著。

（二）引出課程內(nèi)容

1.振動分類

"自由振動

Y

.阻尼振動

自由振動：只受回復:力作用的振動是自由振動?！?/p>

作自由振動的系統(tǒng)，沒有阻力做功，其機械能守恒，

因而振動振幅保持不變，其振動圖像如圖1。

阻尼振動：實際的振動因為有摩擦等阻力作用，

系統(tǒng)的機械能總會發(fā)生損失，變得越來越小，系統(tǒng)

不會持續(xù)的振動下去。如實際的彈簧振子在阻力的

作用下，其振幅越來越小，最后趨于零。這種由于

阻力的存在，振幅隨時間不斷減小的振動稱為阻尼

振動。其振動圖像如圖2。

在工程實際中，如果希望振動很快消失，就常

采用增大阻尼的方法，如安裝減震墊和減震彈簧。如

果希望振動連續(xù)不斷的持續(xù)下去，就要補償由阻尼消耗

掉的能量，這時所作的振動稱為受迫振動。

2.受迫振動

振動系統(tǒng)在周期性外力的作用下所進行的振動，稱為受迫振動。這種周期性的外力稱為

驅(qū)動力，受迫振動是阻尼振動和驅(qū)動力引起的振動的疊加。但經(jīng)過一段時間，阻尼振動消失,

系統(tǒng)完全按照驅(qū)動力的規(guī)律振動。如鐘擺的振動，汽缸中活塞的運動等。圖3中的振子在搖

把的帶動下所作的振動就是受迫振動。穩(wěn)定的受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率。

3.共振

由物體本身結(jié)構(gòu)和特征決定的振動稱為固有振動，其頻率稱為固有

頻率。

觀察圖3所示的裝置，先讓彈簧下面懸掛的重物作自由振動，記錄i

它的振動頻率（或周期），其頻率是系統(tǒng)的固有頻率；然后轉(zhuǎn)動搖把，

轉(zhuǎn)動搖把的頻率是驅(qū)動力頻率。觀察振了?的實際振動的頻率，注意到這

兩個頻率的不同，自由振動的頻率是由彈簧振子本身的性質(zhì)

決定，受迫振動的頻率是由外來驅(qū)動力的頻率決定。

共振：在物體做受迫振動的過程中，當驅(qū)動力的頻率

與物體的固有頻率接近或相等時，物體的振幅出現(xiàn)極大值的

現(xiàn)象稱為共振。圖4是共振振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系圖。

共振的條件：驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率。

演示音又的共振。

用兩個固有頻率完全相同的音叉做如圖5所示實驗.請

學生觀察所發(fā)生的現(xiàn)象，說明原因。

圖5

請學生回答問題：跳水運動員在進行跳板跳水時，用腳蹬踏跳板的頻率是否應(yīng)接近

跳板的固有頻率？為什么？

4.共振的應(yīng)用

例題火車車輪經(jīng)過鐵軌接縫時，即發(fā)生一次振動。設(shè)車廂與減震彈簧組成的系統(tǒng)的

固有周期是0.5s,鐵軌的長度是12.5m,火車以多大的速度運行時，車廂的振動最劇烈？

火車司機應(yīng)當采取怎樣的措施避免這種現(xiàn)象？

解車輪經(jīng)過鐵軌接縫時的振動可以看作驅(qū)動力，當此驅(qū)動力的頻率與車廂的固有頻

率相同時會發(fā)生共振，引起車廂的劇烈振動。

設(shè)火車的速度為八則^=上，s是車廂的長度，T可以看作驅(qū)動力的周期。當驅(qū)動力

T

的周期等于系統(tǒng)的固有周期時，有7=f=0.5s

v

12.5m

則=25m/s=90km/h

0.5s

即當車速等于90km/h時，列車振動的最劇烈，司機行車應(yīng)當遠離這個速度。

為了避免共振造成的破壞，應(yīng)該設(shè)法使驅(qū)動力的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相差很遠。

共振現(xiàn)象普遍存在于力學、電磁學、光學及分子、原子物理學等幾乎所有物理學領(lǐng)域。

共振有非常重要的應(yīng)用價值。如音響設(shè)備中揚聲器紙盆H勺振動，各種弦樂器中音腔薄木板

隨琴弦的振動等利用了“力學共振”；電磁波的接收和發(fā)射利用了“電磁共振”；激光的

產(chǎn)生利用了“光學共振”；醫(yī)療技術(shù)中則有“核磁共振”等。

最早的共振實驗是我國的紙人共振實驗。宋代的科學家沈括巧妙地利用共振原理設(shè)計

出J'在琴弦上跳舞的小人：先把琴或瑟的各弦按平常演奏需要調(diào)好，然后剪一些小小的紙

人夾在各弦上。當彈動不夾紙人的某一弦線時，凡是和它共振的弦線上的紙人就會隨著音

樂跳躍舞動。

弦樂器中的共鳴箱（如圖6）、無線電中的電諧振等，就是使系統(tǒng)a.

固有頻率與驅(qū)動力的頻率相同，發(fā)生共振。我們在建筑工地經(jīng)?？梢?/p>

看到，建筑工人在澆灌混凝土的墻壁或地板時，為了提高質(zhì)量，總是

一面灌混凝土，一面用振蕩器進行震蕩，使混凝土之間由于振蕩的作

用而變得更緊密、更結(jié)實。核磁共振成像（MRI）是利用收集磁共振現(xiàn)象

所產(chǎn)生的信號而重建圖像的成像技術(shù)。MRI可以使CT顯示不出來的病變二歲F

顯影，是醫(yī)學影像領(lǐng)域中的又?重大發(fā)展。此外，粉碎機、測振儀、

圖6

電振泵、測速儀等，也都是利用共振現(xiàn)象進行工作的。

但在某些情況下，共振現(xiàn)象也可能造成危害。例如：當軍隊過橋的時候，整齊的步伐

能產(chǎn)生振動。如果它的頻率接近于橋梁的固有頻率，就可能使橋梁共振，以致斷裂。18世

紀中葉，法國昂熱市一?座102m長的大橋上有一隊士兵經(jīng)過。當他們在指揮官的口令下邁

著整齊的步伐過橋時，橋梁突然斷裂，造成226名官兵和行人喪生。究其原因是共振造成

的。1940年，美國的全長860m的塔柯姆大橋因大風引起的共振而塌毀（見圖7）。

圖7

人們在生活和生產(chǎn)中會接觸到各種振動源。由科學測試知道人體各部位有不同的固有

頻率，如眼球的固有頻率最大約為60Hz,顱骨的固有頻率最大約為200Hz等；把人體作為

一個整體來看，水平方向的固有頻率約為3?6Hz,豎直方向的固有頻率約為4?8Hz。

因此，跟振動源十分接近的操作人員，如拖拉機駕駛員，風鎬、風鏟、電鋸、錨釘機的操

作工，在工作時應(yīng)盡量使這些振動源的驅(qū)動頻率遠離人體有關(guān)部位的固有頻率。所以，為

了保障工人的安全與健康，有關(guān)部門已做出了相應(yīng)規(guī)定，要求用手工操作的各類振動機械

的頻率必須大于20Hzo

（三）小結(jié)

1.工程實際中的振動都是阻尼振動。

2.強調(diào)共振的條件。

（四）作業(yè)布置

1.P1332題2.《技術(shù)物理練習冊》（第3版）相關(guān)習題

（五）教學說明

共振現(xiàn)象是本節(jié)課程的重點，應(yīng)通過大量事實說明共振在工程技術(shù)上的應(yīng)用，使學生

理解共振的規(guī)律，趨利避宙。

5-4機械波

一、教學目標

1.了解機械波的形成過程。

2.掌握橫波和縱波的特征，了解波與振動的區(qū)別與聯(lián)系，知道波是能量傳遞的一

種方式。

3.理解波長、波速和頻率的概念。

4.能用波長、波速、頻率的關(guān)系u=（=/進行有關(guān)的計算。

二、教學重點難點

重點：1.機械波的形成過程。

2.波長、波速、頻率的關(guān)系=

難點：機械波的形成過程。

三、教學器材

橫波、縱波演示儀，圖片。

四、教學建議

效法建議

觀察、演示實驗、討論。

效學設(shè)計方案

（一）引入新課

俗話說“一石激起千層浪"，當你

向平靜的水面投一小石子，會看到水

面上一圈圈起伏不平的波紋由石落處

逐漸向四周傳播出去，這一圈圈起伏

不平的波紋就是水波（圖1）。水波是

圖1

一種機械波。

（二）引出課程內(nèi)容

1.機械波機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播，稱為做機械波，簡稱波。

（1）產(chǎn)生機械波的條件

波源：產(chǎn)生機械波的振動質(zhì)點C

彈性介質(zhì)：傳遞機械波的彈性介質(zhì)。

產(chǎn)生機械波的條件；同時存在波源和彈性介質(zhì)。

（2）橫波

①橫波的定義：介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂宜的波稱為橫波。

如圖2所示，用手握住繩子的一端上下抖動，就會看到凸凹相間的波向繩的另一端傳

，二0

123456789101112131415161718

設(shè)想把繩子分成許多小部分，把每個小部分看作一個質(zhì)點。這樣，可以把繩子看作是由

一個個相互聯(lián)系的質(zhì)點組成的，并假設(shè)在沒有發(fā)生振動之前相鄰質(zhì)點間的距離都相等，如圖

3所示。設(shè)想質(zhì)點1在外力作用下，在跟繩垂直的方向.上做受迫振動。當質(zhì)點1離開平衡位置

向上運動以后，繩就發(fā)生了形變，這樣就產(chǎn)生了使質(zhì)點2向上運動的彈力。同樣，在質(zhì)點2

向上運動以后，又將產(chǎn)生使質(zhì)點3隨著運動的彈力等等。這樣，每個質(zhì)點的運動都牽動后面

的質(zhì)點，而后面的質(zhì)點總比它前面的質(zhì)點滯后一點振動。從整體上看才形成凸凹相間的波向

前傳播。

③波峰和波谷

橫波中，凸起的最高點稱為波峰，凹下的最低點稱為波谷。橫波在傳播時，波峰和波谷

交替向前傳播。

（3）縱波

①縱波的定義：介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在?條直線上的波稱為縱波。

如圖4所示，把一根長的螺旋彈簧的一端固定，另一端連接一個金屬球，球固定在鋼片

上，當金屬球沿彈簧方向左右振動時，在彈簧上就有疏密相間的彈簧波向右傳去，彈簧波就

是一種縱波。

圖4

②縱波的形成過程：在彈簧波中，由于金屬球沿著彈簧的方向振動，與金屬球相連的

那部分彈簧依次帶動后面的每一小段彈簧，且后一小段彈簧總比前一小段滯后一點振功。由

于彈簧是在左右振動，因而從總體上看形成的是疏密相間的波（見圖5）。

圖5

2.描述機械波的特征量

（1）周期和頻率：波動的周期等

于波源的周期：波動的頻率等于波

源的頻率。

周期和頻率的關(guān)系為

了」或/」

fT

⑵波長：在一個周期的時間

圖6

內(nèi)，振動在介質(zhì)內(nèi)的傳播電離，稱為波長。常用字母2來表示自位：m。

橫波上兩個相鄰波峰之間的距離，或兩個相鄰波谷之間的距離，都等于波長?？v波上

兩個相鄰的密部（或疏部）中心之間的距離，都等于波長。

⑶波速：在波動過程中，振動在介質(zhì)中傳播的速度稱為做波速，它的大小是由介質(zhì)本

身的性質(zhì)決定的。

3.波速、波長、頻率的關(guān)系

在均勻介質(zhì)中，振動是勻速傳播的，也就是說，波速是常量。這時，波長等于波速跟周

期的乘積，即

2=vT或v=2/

即波的速度等于波長和頻率的乘積。這個關(guān)系雖然是由機械波中得到的，但它對電磁波

也是適用的。

例題一列聲波，頻率為400Hz,求它在空氣中和水中的波長。

解已知.尸400Hzvi=331m/sv2=\440m/s

則該聲波在空氣中的波長為

4=工=型

m=0.83m

f400

在水中的波長為

】心1440,/

/^=-=------m=3.6m

-f400

4.波是能量傳遞的一種方式

在波動過程中，傳播出去的只是運動的形式一一振動，質(zhì)點本身并不隨著波?起向前

傳播，它們?nèi)砸愿髯缘钠胶馕恢脼橹行脑谡駝?。質(zhì)點振動時都具有能量，因此，在傳播振動

的同時:也伴隨著能量的傳遞。這些能量是從波源通過前面的質(zhì)點依次傳來的。由于能量的

傳遞，波源的能顯將逐漸減少，振幅也就越來越小。如果給波源持續(xù)地供應(yīng)能量，那么，能

量就會持續(xù)地以波的形式向外傳遞。可見，波是能量傳遞的一種方式。

（三）小結(jié)

1.機械波的概念、產(chǎn)生的條件、形成過程。

2.橫波和縱波的特征。

3.波速、波K和頻率的關(guān)系。

（四）作業(yè)布置

1.P1365、6題2.《技術(shù)物理練習冊》（第3版）相關(guān)習題

（五）教學說明

機械波對學生來說不好理解，尤其是機械波的形成過程及描述。波傳遞的是振動的形式,

質(zhì)點并不隨波傳遞，振動和波的區(qū)別與聯(lián)系等，學生理解起來也有一定的困難。因此，需通

過演示實驗來分析論證，使學生易于接受。

5-5波的特性

一、教學目標

1.理解波的疊加原理。

2.了解波的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象。

3.理解波的干涉條伶和衍射條件.

二、教學重點難點

重點：1.波的疊加原理。

2.波的干涉現(xiàn)象。

難點：波的疊加原理。

三、教學器材

發(fā)波水槽，干涉和衍射圖片。

四、教學建議

數(shù)法庭議

觀察、演示實驗、討論。

數(shù)學設(shè)計方案

（一）引入新課

當介質(zhì)中同時有兩個或兩個以上的波源存在時，每個波源所產(chǎn)生的波會不會因其他波

的存在而改變其傳播規(guī)律呢？我們在本節(jié)學習兩列波在同一空間傳播所表現(xiàn)出的特性。

（二）引出課程內(nèi)容

問題1：在音樂廳里，為什么我們可以聽到各種樂器同時發(fā)出的聲波？

引導學生回答：各種樂器發(fā)出的聲波相遇時，仍保持自己的傳播規(guī)律，互不影響。

問題2：如圖1,取一根長繩，兩位同學在這根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，其

他同學觀察現(xiàn)象。

引導學生回答：兩人各抖動--下后，會有兩個凸起狀態(tài)在繩上相向傳播。兩列波相遇穿

過時，凸起變大（振幅增大），彼此穿過后，兩個凸起繼續(xù)以原來的高度傳播，波的形狀和

傳播的情形跟相遇前一樣，

問題3：兩個同方向的凸起疊加扔

進去兩個石子，請觀察水波的傳播特點。

引導學生回答：兩列環(huán)形的水波獨立傳

播，但在兩列波相遇的區(qū)域有第三種條紋出

現(xiàn)。

1.波的疊加原理

（1）波的獨立傳播原理：兒列波相遇后，每列波都像相遇前一樣，保持各自原來的波形,

繼續(xù)向前傳播，這是波的獨立傳播特

性。也稱為波的獨立傳播原理。圖2

⑵波的疊加原理：匚列波在介質(zhì)中相遇時，每列波將保持自己的傳播規(guī)律而獨立地傳

播，在各列波相遇的區(qū)域里，質(zhì)點的振動是這幾列波在該點激起的振動的合成。這一規(guī)律稱

為波的疊加原理。

由于幾列波相遇時，相遇區(qū)域里質(zhì)點的振動是這幾列波在該點激起的振動的合成。因此,

相遇區(qū)域里一些點的振動可能加強，?些點的振動可能減弱。某時刻兩列波的波峰（或波谷）

同時到達某點，則該點的振動加強，它的振幅為兩列波在該點的振幅之和；如果一列波的波

峰和另一列波的波谷同時到達，則它們的振動減弱，其振幅為兩列波在該點的振幅之差。

一般說來，頻率、振動方向等都不相同的幾列波相遇時，疊加的情況是十分復雜的。我

們只討論一種最簡單的重要情況：兩個頻率相同，振動方向也相同的波源產(chǎn)生的兩列波的疊

加情況，即相干波的疊加，

2.波的干涉

（1）相干波源：振動頻率相同，振動方向也相同的波源稱為相干波源。

（2）相干波：相干波源產(chǎn)生的波稱為相干波。

把兩根金屬絲固定在金屬薄片上，讓兩根金屬絲的下端剛剛跟水面接觸，當金屬片振

動起來的時候，兩根細金屬絲就周期性地接觸水面，形成兩個頻率、振動方向都相同的相

干波源。從這兩個相干波源發(fā)出的兩列波長相同的水波，它們在水面疊加后，就出現(xiàn)有些

地方振動始終加強，有些地方振動始終減弱的現(xiàn)象。如上面的圖2所示。

圖3

經(jīng)過半個周期，這兩列波都向前傳播了半個波長￡-，7.寸力點為波谷和波谷相遇，力點

的振幅等于兩列波的振幅之和，始終是波峰與波峰疊加或者是波谷與波谷疊加，所以1點的

振動總最強。從圖中可以看出，疊加后振動加強的點都在實線。。上。乂如某時刻，在某一

點（如8點）是第一列波的波谷和第二列波的波峰相遇，那么經(jīng)過半個周期，這一點為第一列

波的波峰和第二列波的波谷相遇，再過半個周期，這一點又是第一列波的波谷和第二列波

的波峰相遇，這樣《點的振幅等于兩列波的振幅之差，所以〃點的振動總是最弱。從圖中可

以看出，兩列波疊加后振動最弱的點都在虛線助上，和助的位置是互相間隔的。在M和

協(xié)之間的各點也是各以一定的振幅在振動，它們的振幅介于上述最大值和最小值之間C

由上述分析可知，相干波疊加使介質(zhì)中的各點各以一定的振幅在振動，而且振動最強和

振動最弱的位置互相間隔，這種現(xiàn)象稱為波的干涉。

（3）波的干涉：相干波疊加使介質(zhì)中的各點各以一定的振幅在振動，而且振動最強和

振動最弱的位置互相間隔，這種現(xiàn)象稱為波的干涉。

一般非相干波，疊加后不會出現(xiàn)這種穩(wěn)定的干涉圖樣。

干涉現(xiàn)象是波動的重要特性之一。不僅水波能發(fā)生干涉現(xiàn)象，其他種類的相干波在疊加

時也會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。因此，人們常用這種特性來判斷某種運動是否具有波動性。

3.波的衍射

圖4

（1）波的衍射：如圖4,水波繞過障礙物傳播的現(xiàn)象稱為波的衍射。湖面上的水波能夠

繞過蘆葦或小的障礙物繼續(xù)向前傳播、海里的波浪能繞過礁石、聲音能繞過墻壁等都是波的

衍射，光也能繞過非常微小的障礙物發(fā)生衍射現(xiàn)象。

（2）衍射條件:

演示實驗：在水槽里放障礙物，觀察水波通過障礙物后的傳播特性。

①水波槽中放置一個比波長大得多的擋板，觀察波的傳播情況。

②水槽中換一個縮短一些的擋板（圖6）,觀察波的傳播情況。

③水波槽中放置一個長度和波長差不多的擋板（圖7）,觀察波的傳播情況。

在障礙物的寬度比波長大得多的情況卜，波在擋板后面的傳播就如同光線沿直線傳播

一樣，在擋板后面留下了“陰影區(qū)在障礙物的寬度減小時，水波繞到擋板后面繼續(xù)傳播,

出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，見圖6。在障礙物的寬度跟波長相差不多的情況下，波完全繞到「障礙物的

后面，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。

④在水波槽中放置一寬度可調(diào)節(jié)的狹縫（圖8）,觀察水波通過不同寬度的狹縫后的傳

播情況。

圖8圖9

當狹縫寬度跟波長相比非常大時，水波沿直線傳播，障礙物后面有“陰影”區(qū)，觀察不

到衍射現(xiàn)象。當狹縫寬度跟波長相差不多時，障礙物后面有明顯的衍射現(xiàn)象；水波經(jīng)過細小

的狹縫時，如圖9,在狹縫后面整個區(qū)域里傳播著以狹縫為中心的環(huán)形水波。

⑤在水波槽里放置某一寬度的狹縫，并保持寬度不變。調(diào)解振源的頻率（改變振源彈

片的長度）,使水波波長逐漸變小,當波長比狹縫的寬度小很多時,衍射現(xiàn)象變得不明昂了c

可見，當狹縫或障礙物的大小比波長大得多時，波的衍射不明顯；只有當障礙物或狹縫

的大小跟波長差多或比波長更小時，波的衍射才明顯。

衍射的條件：障礙物或狹縫的大小跟波長差不多或比波長更小。

（三）小結(jié)

干涉和衍射是波動的重要特征，只有波才具有干涉和衍射現(xiàn)象，具有干涉和衍射現(xiàn)象的

運動一定是波動。

（四）作業(yè)布置

1.P1381、2、3題2.《技術(shù)物理練習冊》（第3版）相關(guān)習題

（五）教學說明

波的疊加原理和干涉、衍射現(xiàn)象較抽象，建議結(jié)合演示實驗或多媒體教學觀察干涉和衍

射現(xiàn)象，再用圖解法分析形成干涉的原因。衍射現(xiàn)象比較好理解，但在分析產(chǎn)生明顯衍射的

條件后，學生會認為只有在障礙物的大小跟波長差不多時，才會發(fā)生衍射現(xiàn)象。

5-6聲波

一、教學目標

1.了解聲波、超聲波和次聲波的范圍。

2.了解噪聲的危害，增強環(huán)境保護的意識。

3.了解多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象。

二、教學重點難點

重點：1.聲波的范圍。

2.噪聲的危害。

難點：多普勒效應(yīng)。

三、教學器材

發(fā)波水槽，干涉和衍射圖片。

四、教學建議

數(shù)法疑議

講述、討論。

數(shù)學設(shè)計方案

（一）引入新課

聲音是怎樣產(chǎn)生的？為什么有些聲音人們能聽見，有些聲音人們聽不見，而動物卻能聽

見（如蝙蝠）？為什么在月球上聽不見人們的聲音？聲音就是一種波動，稱為聲波。

（二）引出課程內(nèi)容

1.聲波

（1）聲源：各種振匆的發(fā)聲物體稱為聲源。

（2）聲波：聲源的振動在彈性介質(zhì)中傳播就是聲波。其頻率在20?20000Hz范圍之

內(nèi)，能夠引起人的聽覺的稱為聲波或可聞聲波。

次聲波：頻率低于20Hz,稱為次聲波。

超聲波：頻率高于20000Hz,稱為超聲波。

（3）傳播聲波的介質(zhì)：聲波的傳播需要介質(zhì)，氣體、液體、固體都可以傳播聲波。在不

同的介質(zhì)中，聲波的傳播速度不同。在近地空氣中聲音的傳播速度是340m/s。

表5T列出了?些介質(zhì)中的聲波（教師介紹講解）

*5-1一些介質(zhì)中的聲速

介質(zhì)聲速“/(m?s'1)介質(zhì)聲速v/(m?8'')

空氣（0七）331酒精1240

空氣（15340松木3600

水1440水泥3100

海水1500鋼、鋁5000

（4）空氣中的聲波是縱波，見圖1。在氣體或液體中，聲波是縱波.在固體中聲波既有

圖1

（5）聲波遇到障礙物也會發(fā)生反射、干涉和衍射。

圖2圖3

聲波在遇到障礙物時被反射回來的現(xiàn)象稱為聲波的反射.反射【可來的聲波傳到耳朵里，

就是回聲。如果回聲到達人耳比原聲滯后0.1s以上，我們就能把回聲與原聲區(qū)分開來（圖

2）。

聲波與機械波一樣，也能發(fā)生干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象.聲波的波長約在1.7cm到17m之間，

一般常見的障礙物或孔的大小可與之相比，故聲波的衍射現(xiàn)象很常見，“聞其聲不見其人”

就是聲波的衍射現(xiàn)象（圖3）。

聲波的共振現(xiàn)象稱為共鳴.兩個頻率相同的音叉放在一起，當其中一個音叉振動時，產(chǎn)

生的聲波傳到另一個吾叉，對它產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力，由于兩音叉的頻率相同，所以后一個

音叉將作振幅最大的受迫振動，即發(fā)生了共鳴。

（6）次聲波和超聲波具有不同于可聞聲波的一些特性，在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)和科學研究中有

許多重要應(yīng)用.

次聲波的波長比可聞波波長長，次聲波的傳播距離紋遠,地震、臺風、核爆炸、火箭起

飛都能產(chǎn)生次聲波。

超聲波的波長比可聞波波長短得多，它基本上沿直線傳播。超聲波的穿透能力很強，能

穿透幾米厚的金屬。超聲波在液體中傳播時，可使液體內(nèi)部產(chǎn)生相當大的液壓沖擊。超聲波

可以用來制造各種乳膠，顆粒極細,而且超聲波在診斷、醫(yī)療和衛(wèi)生工作中，也有廣泛的應(yīng)用。

2.樂音

由有規(guī)律的振動發(fā)出的聲音，稱為樂音。音調(diào)、響度和音品是樂音的三個要素?。音調(diào)

的高低取決于聲波頻率的大小，男聲音調(diào)較低，女聲，童聲音調(diào)較高。響度是人耳對聲音強

弱的主觀感覺。響度與頻率和聲波的強度（聲強）有關(guān)，同一頻率的聲音，聲強越大，響度

越大。樂器發(fā)出的聲音，是由頻率和振幅各不相同的許多純音組成的。其中頻率最低的稱為

基音，其余的頻率則為基音的整數(shù)倍，稱為泛音。泛音的多少，泛音頻率和振幅的大小，決

定了音品，反映了不同樂器聲音的特點。

3.聲強和聲強級

聲波的強度稱為聲強。對于1000Hz的聲波，人剛能聽到的聲強約為10"w/m2,引

起耳膜痛感的聲強高達lOW/m2,二者相差10皚倍。這樣大的聲強范圍，使用起來很不方便。

于是人們使用對數(shù)來反映聲強的大小，稱為聲強級。對于聲強為/的聲波，其聲強級為

L=10Ig—dB°

A）

式中：/為聲波的聲強，單位是W/n?；

122

/o為基準聲強。/0=10W/m,這是人耳可以感覺到的最低聲強；

L是聲強為/的聲波的聲強級，單位是分貝，符號是dB。分貝是貝爾（B）的分數(shù)單

位，ldB=10"B。分貝是我國的法定計量單位。

人耳對聲音強弱的感覺一一響度基本與聲強級成正比。人耳聽到的聲波的聲強級在

。?120dB之間，低于OdB就不能引起聽覺，超過120dB,只能引起痛覺。表5-2是常遇

到的一些聲音的聲強級。（教師介紹講解）

表5-2一些聲音的大妁聲強級

聲源聲強級L/dB人的感覺

剛能引起聽覺的聲音0靜

樹葉沙沙聲10極輕

耳語20輕

閱覽室40輕

通常的談話60正常

交通繁忙的街道70響

高音喇叭90吵鬧

鑿巖機、鯽釘機100賽耳

紡織車間110裳耳

引起痛覺的聲音120難受

例題一次報告會上，報告者的聲強為2.16X10-3W/nR計算其聲強級。

解聲強/=2.16X10-3w/nf,則

聲強級L=lOlg（//7o）=lOlg（2.l6X10-V10-,2）dB=93.3dB

這是一個不小的聲強級。

4.噪聲

從物理性質(zhì)的角度說，聲源做無規(guī)則的、斷斷續(xù)續(xù)的、非周期性的振動所產(chǎn)生的聲音就

是噪聲。但是通常還從人的生理和心理的角度，把那些不需要的、使人煩躁的聲音都劃為噪

聲。

（1）噪聲

沒有規(guī)律的聲音、干擾人們生活的聲音都是噪聲。

（2）噪聲的來源

噪音污染主要來源于交通運輸、車輛鳴笛、工業(yè)噪音、建筑施工、社會噪音如音樂廳、

高音喇叭、早市和人的大聲說話等。

3.噪聲的控制

我國頒布的“城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準”，見表5-3（教師介紹講解）。

表5-3中國城市各類區(qū)域中允許的環(huán)境?聲級

等效噪聲級L/dB

類別適用區(qū)域

晝間夜間

療養(yǎng)區(qū)、高娛別里區(qū)、高級賓情區(qū)等特別

。類需要安靜的區(qū)域（位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類5040

區(qū)域分別按產(chǎn)于0類標準5dB執(zhí)行）

以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域

1類5545

（鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照執(zhí)行）

2類居住、裔業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)6050

3類工業(yè)區(qū)6555

城市中的道路交通干線兩側(cè)區(qū)域，

穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩例區(qū)域.

4類7055

穿越城區(qū)的鐵路干城兩蜴區(qū)域（不通過火

車時的噪聲水平）

5.多普勒效應(yīng)

多普勒效應(yīng)：當波源或接收器（觀察者）相對介質(zhì)運動時，接收器所測得的頻率不等于

波源振動頻率的現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。

（1）波源和觀察者者;相對于介質(zhì)靜止

當波源與觀察者相對弊止（圖4）,觀

察者接受波的頻率和波源發(fā)射的頻率相等。

（2）波源不動，觀察者相對介質(zhì)運動

圖4

當觀察者向波源運動（圖5）,觀察者

接收到的聲波頻率大于波源發(fā)出的頻率。

當觀察者遠離波源運動，觀察者接收到的

聲波頻率小于波源發(fā)出的頻率。

（3）觀察者不動，波源相對介質(zhì)運動

當波源向著觀察者運動（圖6）,觀察者接收到的

聲波頻率大于波源發(fā)出的頻率。

當波源遠離觀察者運動，觀察者接收到的聲波頻率

小于波源發(fā)出的頻率。

（4）多普勒效應(yīng)的應(yīng)用

①測量天體相對地球的視線速度

②技術(shù)上，多普勒效應(yīng)可用于測量運動物體的視

線速度（如測飛機接近雷達的速度；汽車的行駛速度；

人造地球衛(wèi)星的跟蹤以及流體的流速，如“激光流速

圖6

儀”的應(yīng)用。

③醫(yī)學上“D超”，利用超聲波的多普勒效應(yīng)檢查人體的內(nèi)臟、血管的運動和血液的流

速、流量等情況。

④用于衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)等。

6.教師引導學生用所學知識討論或提問：P148?15491、2、3大題

（三）小結(jié)

1.聲波的范圍。

2.次聲波和超聲波及其在技術(shù)上的應(yīng)用。

3.噪聲及其危害和控制。

4.多普勒效應(yīng)現(xiàn)象。

（四）作業(yè)布置

《技術(shù)物理練習冊》（第3版）相關(guān)習題

（五）教學說明

建議結(jié)合實際應(yīng)用，了解超聲波、噪聲在科研、生產(chǎn)及FI常生活等方面帶來的正、負面

的影響，應(yīng)結(jié)合事例使學生對超聲波、噪聲和多普勒效應(yīng)有一定的了解。

五、實踐與探索了解噪聲影響，防治噪聲污染

空氣污染、水污染、工業(yè)廢渣污染、噪聲污染和自然環(huán)境的破壞是環(huán)境污染的主要內(nèi)容。

其中噪聲污染是通常人們關(guān)注最少、最容易被忽視的污染項目。實際上，噪聲不僅影響人的

聽覺、而且會影響人的神經(jīng)及內(nèi)分泌系統(tǒng)，危害人體多方面的生理機能（詳見閱讀材料“噪

聲的危古與控制”），對環(huán)境及環(huán)境中的動植物（包括人類）極其有古。因此，了解噪聲影響，

防治噪聲污染對我們十分重要。

參觀一個噪聲比較大的工廠車間（或其他噪聲比較大的環(huán)境），體會噪聲的影響，估計

噪聲的聲強級（根據(jù)表5-2）。然后訪問該工廠的工人和技術(shù)人員，驗證自己的印象，了解

該車間產(chǎn)生噪聲的原因、噪聲污染的現(xiàn)狀、所采取的防治噪聲污染的措施、防治措施所依據(jù)

的原理以及防治效果。參觀時要注意安全，聽從指揮；同時要注意保護自己的聽力，不要在

噪聲較大的環(huán)境中長時間停留。

調(diào)查在你周圍的環(huán)境中，哪些地方噪聲比較大，是個么原囚造成的，造成了哪些影響和

危害？就其改進的方法提出建議。寫出調(diào)杳報告。

進行關(guān)于噪聲的調(diào)查需要了解許多情況、查閱許多資料，取得這方面信息的途徑主要有

以下幾種：

1.教材、圖書、報干J（圖書館）：

2.訪問相關(guān)工廠的技術(shù)人員；

3.訪問環(huán)境保護機構(gòu)的技術(shù)人員；

4.訪問因特網(wǎng)（上網(wǎng)）。

【閱讀材料】

噪聲的危害、控制和利用

噪聲即噪音,是一類引起人煩躁、或音量過強而危害人體健康的聲音。噪聲污染主要來

源于交通運輸、車輛鳴笛、工業(yè)噪聲、建筑施工、社會噪聲如音樂廳、高音喇叭、早市和人

的大聲說話等。

我們國家制定的《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》中把超過國家規(guī)定的環(huán)境噪聲

排放標準，并干擾他人正常生活，工作和學習的現(xiàn)象稱為

環(huán)境噪聲污染。聲音的分貝是聲壓級單位，記為dBo用

于表示聲音的大小?！吨腥A人民共和國城市區(qū)域噪聲標準》

中則明確規(guī)定了城市五類區(qū)域的環(huán)境噪聲最高限值：

療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)，晝間50dB、夜

間40dB；以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域，晝間55dB、

夜間45dB：居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)，晝間60dB、夜

間50dR：T'山區(qū)，晝間65dR、夜間5SdR：城市中的

道路交通干線道路、內(nèi)河航道、鐵路主、次干線兩側(cè)區(qū)域，

晝間70dB、夜間55dB,（夜間指22點到次日晨6點），右圖是噪聲監(jiān)視儀。

按照國家標準規(guī)定，住宅區(qū)的噪聲，白天不能超過5（）dB,夜間應(yīng)低于45dB,若超過

這個標準，便會對人體產(chǎn)生危害。那么，室內(nèi)環(huán)境中的哽聲標準是多少呢？國家《城市區(qū)域

環(huán)境噪聲測量方法》中第5條4款規(guī)定，在室內(nèi)進行噪聲測量時，室內(nèi)噪聲限值低于所在區(qū)

域標準值lOdBo

1.城市環(huán)境噪聲的來源

現(xiàn)代城市中環(huán)境噪聲有四種主要來源：

（1）交通噪聲:主要指的是機動車輛、飛機、火車和輪船等交通工具在運行時發(fā)出的噪

聲。這些噪聲的噪聲源是流動的，干擾范圍大。

（2）工業(yè)噪聲:主要指工業(yè)生產(chǎn)勞動中產(chǎn)生的噪聲。主要來自機器和高速運轉(zhuǎn)設(shè)備。

（3）建筑施工噪聲:主要指建筑施工現(xiàn)場產(chǎn)生的噪聲。在施工中要大量使用各種動力機

械，要進行挖掘、打洞、攪拌，要頻繁地運輸材料和構(gòu)件，從而產(chǎn)生大量噪聲。

（4）社會生活噪聲:主要指人們在商業(yè)交易、體育比賽、游行集會、娛樂場所等各種社

會活動中產(chǎn)生的喧鬧聲，以及收錄機、電視機、洗衣機等各種家電的嘈雜聲，這類噪聲一般

在80dB以下。如洗衣機、縫紉機噪聲為50?8（）dB,電風扇的噪聲為30?65dB,空調(diào)機、

電視機為70dB。

2.噪聲控制基本途徑

為了防止噪聲，我國著名聲學家馬大猷教授曾總結(jié)和研究了國內(nèi)外現(xiàn)有各類噪聲的危害

和標準，提出了三條建議：

（1）為了保護人們的聽力和身體健康，噪聲的允許值在75?90dB。

（2）保障交談和通訊聯(lián)絡(luò)，環(huán)境噪聲的允許值在45?60dB。

（3）對于睡眠時間建議在35?50dB。

我國心理學界認為，控制噪聲環(huán)境，除了考慮人的因素之外，還須兼顧經(jīng)濟和技術(shù)上的

可行性。充分的噪聲控制，必須考慮噪聲源、傳音途徑、受音者所組成的整個系統(tǒng)?？刂圃?/p>

聲的措施可以針對上述三個部分或其中任何一個部分。噪聲控制的內(nèi)容包括：

①控制噪聲源。降低聲源噪聲，工業(yè)、交通運輸業(yè)可以選用低噪聲的生產(chǎn)設(shè)備和改進

生產(chǎn)工藝，或者改變噪聲源的運動方式（如用阻尼、隔振等措施降低固體發(fā)聲體的振動）。

②阻斷噪聲傳播。在傳音途徑上降低噪聲，控制噪聲的傳播，改變聲源已經(jīng)發(fā)出的噪

聲傳播途徑，如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施，以及合理規(guī)劃城市和建筑布局等。

③在人耳處減弱噪聲。受音者或受音器官的噪聲防護，在聲源和傳播途徑上無法采取

措施,或采取的聲學措施仍不能達到預期效果時，就需要對受音者或受音器官采取防護措施,

如長期職業(yè)性噪聲暴露的工人可以戴耳塞、耳罩或頭盔等護耳器。

噪聲控制在技術(shù)上雖然現(xiàn)在已經(jīng)成熟，但由于現(xiàn)代工業(yè)、交通運輸業(yè)規(guī)模很大，要采取

噪聲控制的企業(yè)和場所為數(shù)甚多，因此在防止噪聲問題上，必須從技術(shù)、經(jīng)濟和效果等方面

進行綜合權(quán)衡。當然，具體問題應(yīng)當具體分析。在控制室外、設(shè)計室、車間或職工長期工作

的地方，噪聲的強度要低；庫房或少有人去車間或空曠地方，噪聲稍高一些也是可以的。總

之，對待不同時間、不同地點、