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第4节 声波的应用
第三章 声现象
1.了解声现象在现代技术中的应用，加深对超声波、次声波的认识，进一步丰富运动和相互作用观。
2.在了解声波的广泛应用的过程中，感受物理学对科技进步和社会发展的深远影响，激发学习物理的兴趣。
学习目标
生活中，人们常常利用声音来交流和传递信息。除此之外，声波还有很多其他领域的应用。
医院利用超声波获得人体内器官或胎儿的图像信息
超声探伤仪可以探查出金属零件内部的裂纹等隐患
你还知道声波的其他应用吗？它们利用了声波的哪些特性？
新知导入
概念回顾
频率高于20000Hz的声波。
频率低于20Hz的声波。
超声波：
次声波：
人耳的听觉频率范围是 。
超声波与次声波人耳都无法听到
20~20 000 Hz
超声波
可听声波
次声波
20Hz
20 000 Hz
超声波频率高，容易会聚成一束定向发射，在水中能够传播得很远，遇到物体又会被反射回来。
超声波的特点
人耳能听到超声波和次声波吗？
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知识点一：超声波的应用
（1）声呐
在船上用声呐向海中发射一束超声波，依靠回波可以探测出海洋的深度，以及鱼群、礁石和敌方潜艇的方位等信息。
1.超声波可以传递信息
汽车的倒车雷达也应用了这个原理。
（2）超声检查
超声波在不同组织交界面上会反射，利用其反射和回波来形成人体组织结构的图象。
（3）超声探伤仪
工业上用其探查出金属零件内部的裂纹等隐患。
2. 超声波可以传递能量
（1）超声碎石：医院用超声波击碎病人体内的结石。
（2）超声波加湿器：把超声波导入水中，剧烈的振动会使水“破碎”成许多小雾滴，再用小风扇把这些小雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度。
（3）超声波清洗器：利用超声波使清洗液产生剧烈的振荡，能在不损伤物体表面的情况下把污物除掉，可以用它清洗眼镜片或首饰。
超声波测速
利用超声波可以测量物体运动的速度。向移动物体发射一定频率的超声波，被移动物体反射回来的超声波的频率会发生改变。根据频率的变化，就能确定物体运动的速度。
科学窗
利用超声波还可以测量流体的流速。
超声波测速
科学窗
1. 次声波的特点
次声波频率低，传播距离远，不容易被吸收。
频率低于 1 Hz 的次声波可以传到几千千米乃至上万千米远的地方。
例如：2022年1月15日汤加海域火山发生大规模喷发，并在大气层中激发出强烈的冲击波，我国所有次声波台阵均观测到了此次火山喷发引起的次声波。
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知识点二：次声波的应用
2. 次声波的来源
地震、台风、火山爆发、龙卷风等自然现象及核试验、导弹发射等都可以产生次声波。
3. 次声波的利用
（1）次声波的传播速度大于风暴——灾害预警：利用仪器监测风暴发出的次声波，可在风暴到来之前发出警报。利用类似方法，也可以预报火山爆发、雷暴等自然灾害。
（2）次声波在大气层中传播的过程中，会受到气流、大气温度分布等因素的影响——气象监测：通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性，探测出某些大规模气象活动的性质和规律，如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等。这种方法的优点在于可以对大范围内大气进行连续不断的探测和监视。
（3）在大气层内进行核爆炸会产生很强的次声波——监测核试验：用高灵敏度的监测装置可以探测到远方核爆炸的强度和位置。目前，全球性核试验监测网已经建成，可监测地球任何一个角落进行的核试验。
与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，已经从梦想变成了现实。
语音识别技术就是让机器把语言信号转变为相应的文本或命令的高新技术。
与其他生物识别技术相比较，声音具有不会遗失或忘记、不需记忆、使用方便等优点。
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知识点三：语音识别
1. 语音识别技术的原理
语音识别技术是利用了每种声音的____不同这一特征。
音色
语音识别流程
2. 语音识别技术的历史
3. 语音识别技术的应用
1. 根据声音的特征迅速验证用户身份、利用语音控制机器人等。
2. 智能家居、手机的语音输入系统等。
夜蛾的反“雷达”战
拓展阅读
超声波
次声波
语音识别
频率低，空气中传播距离远，不易被吸收
预报自然灾害、监测核试验等
声波的应用
特点
应用
特点
应用
传递信息：声呐、B超等
传递能量：清洗仪器、击碎结石等
超声波频率高，容易会聚成一束定向发射，在水中能够传播得很远，遇到物体又会被反射回来。
课堂总结
1. 某款办公软件，只要配备有麦克风，就可以通过对着麦克风讲话录入文字和执行操作。下列物理知识或应用中与这项功能有关的是（ ）
回声定位
控制噪声的途径
语音识别技术
超声波能在空气中传播
C
课堂练习
2.下列关于超声波的说法中正确的是( )
A.人耳听不到的声波都是超声波
B.超声波可以探测海洋深度
C.超声波是传播速度超过声音传播速度的声波
D.超声波定向传播能力差
B
3.海上发生风暴时会产生次声波。次声波在空气和海水中传播的速度比风暴移动的速度快。次声波接收处理设备就是利用这一特点提前感知、预报海上风暴的。风暴产生的次声波无法被人耳听到,原因是次声波的( )
A.速度太快 B.响度太小
C.频率太高 D.频率太低
D
4.下列不属于超声波的应用的是（ ）
蝙蝠利用声波定位
用声呐探测海深
倒车雷达
用听诊器检查身体
D
5.有一种电动牙刷能发出超声波，直达牙刷刷不到的地方，可以把牙齿刷得更干净，它是利用了超声波___________(选填“传递信息”或“具有能量”)的特点。超声波测距仪______(选填“能”或“不能”)在太空中使用。
具有能量
不能

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