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(共23张PPT)
第二章 声现象
第3节 声的利用
学习目标
1.了解声的有关知识和应用，知道声可以传递信息，传递能量。
2.通过学习声在现代技术中的应用，体会科学、技术与社会的联系。
在生产和生活中，人们需要用声音进行交流、表达情绪、需求。人从呱呱坠地时起，就开始利用笑、哭等声音来表达自己的情绪和需求。人们在优美的音乐中愉悦身心，从彼此的对话中获得信息……除了人类，动物也能利用声。例如，大象就可以用人类听不到的“声音”进行交流。
一、创设情景，引入新课
同学们，你能举出其他一些例子来说明声音的利用吗
二、声与信息
1. 声可以传递信息
同学们，有哪一些场景可以说明声可以传递信息？
请同学们分析以上场景有什么共同点？说明了什么问题？
上课铃响了，小学生准备上课。
学校防空演练铃响了，同学们正在进行紧张的操练。
医生用听诊器听心跳的声音，获取人的健康信息。
分析上述场景发现：当人们感知到不同的声音时，就会传递给人们不同的信息。
归纳总结：声可以传递 。
还有类似的场景吗？
信息
铁路工人用铁锤敲击钢轨。钢轨发出的异常声音判断哪颗螺丝松动了。
听到远处隆隆的雷声。就知道马上要下雨了。
在走廊上听到音乐厅里的乐器演奏声。就知道音乐厅里有交响乐团在演奏。
2. 次声波传递信息
（1）次声波的产生
频率低于 的声叫作次声波。大象就可以发出 ；地震、火山爆发、台风、海啸、核爆炸等发生时，都伴有 的产生。
20Hz
次声波
次声波
（2）次声波传递信息
次声波传播的距离很远，发生地震、台风、核爆炸时，即使在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器也能接受到他们产生的次声波。处理这些信息可以确定这些活动发生的方位和强度。
3. 超声波传递信息
（1）回声定位
蝙蝠在飞行时会发出 ，这些 碰到墙壁或昆虫时会反弹回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置。这种方法叫做 。
超声波
超声波
回声定位
（2）回声定位的应用
采用“回声定位”原理制成的超声导盲仪可以探测障碍物，帮助盲人出行。
超声导盲仪通过发射 ，接收障碍物反射的回波，经过处理后，将障碍物的 信息转化为 信息，以可听声的形式反馈给使用者，达到“以听代视”的效果。
齿鲸的回声定位
海豚的回声定位
超声波
距离
声音
汽车的倒车雷达
倒车雷达在汽车上得到了广泛的应用。
倒车雷达在倒车时，利用超声波原理，由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波，计算出车体与障碍物间的实际距离，然后提示给司机，使停车或倒车更容易、更安全。
汽车的360°雷达
°
声呐
人们利用声呐可以来探知海洋的深度。其原理为：
从船上发出声脉冲至海底，通过测算接收，然后将接收到的回声所经历的时间自动转换为深度值显示出来。
声呐的一些应用
例如，探测鱼群、潜艇位置、绘制水下数千米地形图等。
我们平常看到的海底结构图就是根据声呐提供的数据绘制的。
（3）“B超”原理
医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波，反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上。这就是常说的“B超”。
（4）超声波探伤仪与超声测速仪
（5）次声波检测仪
地震、火山爆发、台风、海啸、核爆炸等发生时，都伴有次声波产生。对人类生命和财产造成严重威胁。次声波传播的距离很远，发生地震、台风、核爆炸时，即使在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器——次声波检测仪也能接受到他们产生的次声波。处理这些信息可以确定这些活动发生的方位和强度。
三、声与能量
把一块石头扔进水里，可以看到一圈一圈的水波向四周散去，水面上的树叶也随之起伏。树叶获得的能量是从哪里来的？
这说明扔石头的能量通过水波传给了树叶。声波也是一种波动，那么，声波能传递能量吗？
1. 声与能量
声具有 ，也可以传递 。
传递声的过程实际上就是传递能 量的过程。
能量
能量
将扬声器对准烛焰，播放音乐，你看到了什么现象？这说明了什么问题？
会看到烛焰跳动。说明声音具有能量。
演示实验：
2. 声传递能量的应用
（1）超声波清洗机
超声波产生的振动比可闻声更加强烈，常被用来清洗物体。把被清洗的物体放在清洗液里，超声波穿过液体并引起激烈的振动，振动把物体上的污垢敲击下来而不会损坏被洗的物体。
超声波牙刷、洗牙也是利用了超声波的振动原理。
（2）超声波碎石机
超声波碎石是利用电能转变成声波，声波在超声转换器内产生机械振动能，通过超声电极传递到超声探杆上，使其顶端发生纵向振动，当与坚硬的结石接触时产生碎石效应，但对柔软的组织并不造成损伤。不用开刀，不会对身体造成伤害。
（3）超声波雾化器
超声波雾化器是指应用于医疗方面雾化设备。其基本原理：来自主电路板的振荡信号传递给超声晶片，超声波晶片把电能转化为超声波能量，超声波能量在常温下能把水溶性药物雾化成1um到5um的微小雾粒，以水为介质，利用超声定向压强将水溶性药液喷成雾状，借助内部风机风力，将药液喷入患者气道，再被患者吸入，直接作用于病灶，主要用于内科、外科、五官科、儿科等方面。
（4）次声波武器
由于次声波传播的路程远、穿透能力强，且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡，所以在科技发达的今天，次声波可以作为武器。
3. 声传递信息与传递能量
（1）声可以传递信息，也可以传递能量。凡是声音引起其他物体变化的例子，均属于声音传递 ；声音未能引起其他物体的变化，而是根据声音对物体的状况或某些特征作出判断，属于声音传递 。如“雷声震耳欲聋”，说明雷声具有 ；而“听到了雷声预示着将要下雨了”，这是雷声在传递 。
能量
信息
能量
信息
（2）声传递信息、传递能量的实例
声传递信息 声传递能量
利用回声测距、定位（声呐） 超声波清洗精密仪器、碎石、清洗牙齿
用B超检查身体 超声波雾发器
用超声波探测金属内部裂纹 次声波武器
用次声波预测地震、监测核爆炸 次声波的破坏作用
四、建筑声学的杰作
驰名中外的北京天坛，是明清皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方，其中的回音壁、三音石、圜丘三处建筑都有非常美妙的声音现象。
1. 回音壁
回音壁是皇穹宇的围墙。墙高3.72m，厚0.9m，直径61.5m，周长193.2m。围墙的弧度十分规则，墙面极其光滑整齐，对声波的传播十分有利。只要两个人分别站在东、西配殿后，贴墙而立，一个人靠墙向北说话，声波会沿着墙面以声波的形式传到一、二百米的另一端，无论说话声音多小，也可以使对方听得清清楚楚，而且声音悠长，堪称奇趣，给人造成一种“天人感应”的神秘气氛。
2. 三音石
从殿基须弥座开始的第一、第二和第三块铺路的条型石板就是三音石。
站在第一块石板上面向殿内说话，可以听到一次回声。站在第二块石板上面向殿内说话，可以听到两次回声。站在第三块石板上面向殿内说话，可以听到三次回声。三音石的第三块石板又称“天闻若雷石”，就是说，站在第三块石板上面向殿内说话，如果大殿仅敞开面对三音石的殿门，而且殿门到殿内正中的神龛之间没有任何障碍物的话，此时听到的回音尤其响亮，似乎“人间偶语，天闻若雷”。
3. 圜丘
这种奇妙的现象是声音反射形成的音响效果。圜丘第三层台面中心略高，四周微微向下倾斜。当有人在台面中心说话时，传向四周的声音有一部分被四周的石栏板反射，射到稍有倾斜的台面后又被反射到台面中心。因为圜丘第三层台面的半径仅为11.5m，从发声到回声返回中心台面所需的时间约为0.07s,所以回声跟原来的声音混在一起，分辨不开，让人觉得声音格外响亮，似乎觉得还有声音从地下传来。
圜丘等建筑反映出我国古代高水平的建筑声学成就。现在，人们也经常在设计礼堂、音乐厅等建筑时进行特别的声学设计，使听众听到的声音更加饱满、悦耳。
课堂总结
课堂练习：
1.请你分析下列事例是利用声传递能量，还是利用声传递信息。
（1）利用超声波给金属工件探伤。
（2）医生通过听诊器给病人诊病。
（3）通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度。
（4）利用超声波排除人体内的结石。
2.关于超声波和次声波，下列说法正确的是（　　）
A．声呐是利用次声波寻找鱼群信息
B．医院利用次声波检查胎儿在母体内是否正常发育
C．大自然的许多活动，如地震、海啸等都伴有次声波产生
D．这两种声波都能在真空中传播
C
3. 有一种电子牙刷，如图所示，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服。关于电子牙刷，下列说法中正确的是（　　）
A．刷牙时，人听不到超声波，是因为超声波不能在空气中传播
B．刷牙时，人听不到超声波，是因为超声波的
音调很低
C．超声波能传递能量
D．超声波不是由物体的振动产生的
C
4.科学考察者利用声呐系统测绘嘉陵江温塘峡江域水底的形状。无人船经过该江域水平面的A、B、C、D、E五个位置时，向水底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.28s、0.14s、0.30s。可推算出该江域水底的大致形状是（　　）
A
A
B
C
D

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