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2.2 声音的特性
第二章 声现象
以上是中国春秋战国时期乐器—编钟，有这么多的钟，是为了实现什么样的音乐效果呢？
振动会发出声音，蝴蝶和蚊子在飞行的时候翅膀都在振动，为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？为什么用力鼓掌比轻轻拍掌发出的声音大？现在防盗门中使用“声纹锁”，主人说话即可打开，而别人说同样的话却打不开锁？
用不同乐器演奏同一首歌曲的时候，我们一听他们的声音就能知道是用哪种乐器演奏出来的，这是为什么呢？
1.了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体的频率有关。知道声音的响度跟发声体的振幅有关。知道不同发声体发出声音的音色不同。
2.了解超声波和次声波的概念。
3.通过研究现实世界中丰富多彩的发声现象，解释生活中与声音特性有关的现象，使学生更加热爱科学。
定义：物理学中把声音的高低，粗细叫做音调。
1.音调
男同学和女同学说话，他们的声音有什么不同？
音调高的声音，听起来尖细；音调低的声音，听起来低沉。
男同学声音要粗、要低，音调低；
女同学声音要细、要高，音调高。
音 调
一
实验步骤：将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，再次用大小相同的力拨动钢尺。比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调，它们之间有什么关系？
2、探究音调的影响因素
振动部分长度 振动快慢 音调高低
3/4钢尺长
2/4钢尺长
1/4钢尺长
慢
低
快
高
更快
更高
实验记录
钢尺伸出越长，振动越____，听到的声音音调越____；
钢尺伸出越短，振动越____，听到的声音音调越____。
慢
低
快
高
通过刚才的实验，我们可以得出什么结论呢？
音调的高低与发声体振动的快慢有关。振动越快，音调越____；振动越慢，音调越____。
高
低
3.频率
频率：物体每秒振动的次数；单位：赫兹，简称赫；
符号：Hz. 若物体每秒振动20次，则其振动频率为20Hz.
音调的高低与物体振动的快慢有关。
振动得越快，则频率越大，音调越高；
振动得越快，则频率越小，音调越低。
可见发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，它决定着音调的高低。物理学中用频率来描述物体振动的快慢。
我们如何知道一个声音的频率是多少呢？
我们可以用示波器或用电脑配合相应软件来测量声音的频率。
观察甲、乙音叉发声时在示波器上显示的波形图，哪个音叉的音调高？
由图可知，相同时间内甲振动了3次，乙振动了9次，所以乙振动的频率大，音调高。
高音调的波形比较密集一些，声音的频率较高；
低音调的波形比较稀疏一些，声音的频率较低。
（1）声音在介质中的传播速度与声音的频率无关，同一介质中，不同频率的声音传播速度都相同。
（2）频率的高低与发声体的形状、尺寸和所用材料有关。一般发声体越小、细、短、轻、紧，一般振动越快，频率越高；发声体越大、粗、长、重、松，一般振动越慢，频率越低。
（3）一般来说，儿童说话的音调比成年人高，女人说话的音调比男人高。“女高音”“男低音”中“高”“低”都是指音调。
注意
（1）声波的频率范围：在10-4Hz到1012Hz之间，人耳能听到频率范围在20Hz—20000Hz之间的声音。
4.超声波与次声波
（2）超声波：频率高于20000Hz的声波，不能引起人类听觉器官的感觉。
（3）次声波：频率低于20Hz的声波，不能引起人类听觉器官的感觉。
正常人耳能听到的声音的频率范围
超 声 波
次 声 波
低于20HZ
高于20000HZ
海豚能听到声的上限是150000Hz
狗能够听到的频率范围是15-50000Hz
蝴蝶翅膀的振动频率小于10HZ，发出的是次声波，人听不见。
猫能够听到的频率范围是60-65000Hz
发生地震、海啸、火山喷发、台风时会伴有次声波产生，很多动物都能听到这些声音，例如狗、大象等；有些动物可以发出超声波，例如海豚、蝙蝠等；有些动物可以发出次声波，例如大象。
4.超声波与次声波
（1）定义：声音的强弱称为响度。
1.响度
（2）振幅：物体振动时偏离原来位置的最大距离叫振幅。
响 度
二
演示实验
1.把系好乒乓球的细线拴在铁架台上，用正在发声的音叉轻触乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度；
2.用大小不同的力敲击音叉，使音叉发出响度不同的声音，重做上面的实验，观察乒乓球被弹开的幅度。
决定响度的因素
现象：用较小力敲击音叉时，音叉发出声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小;用较大力敲击音叉时，音叉发出声音的响度大，乒乓球被弹开的幅度大。
响度与发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大。
2.声音响度的影响因素
响度与距离发声体的远近有关，距离越远，听到的声音越小。
减小声音的分散，可以增加人耳听到声音的响度（喇叭，听诊器）。
不同振幅的声音的波形图。
思考1：除了振幅以外，声音的响度还与什么因素有关？
响度与到声源的距离有关,距离越大,听到的声音越小。
思考2：怎么去减小声音的扩散？
两手做“喇叭”状可减小声音的发散
听诊器的导音管能极大程度地减小声音的发散
思考交流
（1）定义：物理学中把声音的品质和特色叫做音色。
1.音色
（2）影响音色的因素：音色是由发声体本身所决定的，不同发声体，材料、结构不同，发出声音的音色不同。
音 色
三
分别用音叉、钢琴与长笛发出相同音调的声音对应的波形图。
音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同；但是波的形状不同，即音色不同。音色是我们分辨不同发声体（不同的人、不同的乐器等）的依据，“闻其声而知其人”就是这个道理。
定义 决定因素 听感表现
音调 声音的高低 由声源的振动频率决定；频率大，音调高；频率小，音调低 音调高：声音清脆、尖细;音调低：声音粗犷、低沉
响度 声音的强弱 1.由声源的振幅决定；振幅越大，响度越大 2.距离发声体的距离 响度大：震耳欲聋;响度小：轻声耳语
音色 声音的品质 不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色就不同 分辨不同发声体发出的声音的重要特征
1.下列关于声音的说法中不正确的是 ( )
A、“震耳欲聋”主要说明声音的音调高
B、“隔墙有耳”说明固体也能传声
C、“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
D、“轻声细语”主要说明声音的响度小
A
2.有一种专门存放贵重物品的“银行”，当人们存放了自己的贵重物品后，要用仪器记录下自己的“手纹”“眼纹”“声纹”等，以便今后用这些细节独有的特征才能亲自取走物品，防止被别人取走。这里的“声纹” 记录的是人说话的( )
A、音调 B、响度
C、音色 D、三者都有
C
3.男低音高声独唱时由女高音轻声伴唱，则男低音比女高音( )
A、音调低，响度大
B、音调低，响度小
C、音调高，响度大
D、音调高，响度小
A

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