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第一章声现象
一、声音的产生与传播
1.1声音的产生
1、产生原理:声音是由物体的振动产生的;
(人靠声带振动发声、爆炸声、风声、气球裂开是空气振动发声、弦乐器靠弦振动发声、鼓靠鼓面振动发声,蚊子是翅膀振动发声等等);
2、声音产生/振动的特点:
(1)声音的产生必需有振动
振动停顿,发声停顿;但声音并没马上消逝。(因为原来发出的声音仍可以接着传播);
即:“振动停顿,发声也停顿”是指当发声的物体停顿振动时,发声体将停顿发声,但原来发出的声音却在介质中接着传播,直至消逝,所以不能理解为“振动停顿,声音消逝”
(2)一切发声的物体都在振动,振动的物体不一定发声(低于20Hz或者高于20000Hz或没有介质)。
(3)发声的物体叫做声源:声源(发声体)可以是固体、液体与气体;。
(4)声音的振动可记录下来,并且可重新复原(唱片的制作、播放);
1.2声音的传播
1、声音传播条件:
声音的传播须要介质;固体、液体与气体都可以传播声音;
真空不能传声;
注:有声音物体一定在振动,在振动不一定能听见声音;
2、声速
(1)声音在每秒内传播的间隔叫声速,单位是m/s;
(2)声速的计算公式是v=s/t;
15℃声音在空气中的速度为340m/s;s是间隔,单位是米(m),t是时间,单位是秒(s)
(3)声速的大小跟介质的种类与温度有关。
一般状况下,声音在固体中传得最快,气体中最慢;V固>V液V气
在同一种介质中,一般是温度高时声速快。
3、声音的传播形式
声音以波(声波)的形式传播,又叫声波;
4、声速<光速
百米赛跑时,计时员听到枪声跟看到发令枪冒烟哪个精确?看到冒烟精确,听到枪声后计时比看到冒烟慢了t=s/v=100m/340m/s=0.29s,运发动的成果比实际高0.29s。
二、声音的特性
1、声音的三要素(或说特性):音调、响度、音色。
工程
音调
响度
音色
概念
声音的凹凸
通常说的声音的粗细。
声音的强弱叫响度;通常指声音的大小
声音的特征
影响因素
频率
频率越高,音调越高
振幅与间隔
物体振幅越大,响度越强(大);
听者距发声体越远,响度越弱(小);
发声体本身、如材料、发音方式等
描绘
尖细或消沉
洪亮或微弱
变更方法
变更发声体的松紧、长短、粗细
变更力的大小
变更发声体的振动方式等
描绘
如锋利刺耳
如响彻云霄
如“闻其声知其人”
说明
1、频率:是指物体在1s内振动的次数,表示物体振动的快慢,单位是赫兹,符号为Hz
2、振幅:是指物体振动时偏离中心位置最大间隔
3、音色的利用
(1)不同发声体的材料,构造不同,发出声音的音色也就不同。
(2)不同的物体的音调、响度有可能一样,但音色却一定不同;(区分是什么物体发出的声音,靠音色)
(3)区分碗(瓷器)是否有裂纹、男女生、乐器的种类等。
4、音调、响度、音色三者互不影响,彼此独立;
2、超声波与次声波
1、人耳感受到声音的频率有一个范围:20Hz~20000Hz,高于20000Hz叫超声波;低于20Hz叫次声波;
2、动物的听觉范围与人不同,大象靠次声波沟通,地震、火山爆发、台风、海啸都要产生次声波;如地震时产生的声波对人体会造成损害,使人恶心,有的次声波会致人死亡。
3、乐音与乐器
(1)打击乐器(鼓、锣):鼓皮绷得越紧,振动越快,音调越高;
打击力气越大,振幅越大,响度越大。
(2)弦乐器:弦长、粗、松,音调低;
弦短、细、紧,音调高。
(3)管乐器:长的空气柱产生低音,短的空气柱产生高音。
应用:暖水瓶灌水时,水位越高,空气柱越短,音调越高。
三、声音的利用
1、回声
(1)形成:声音在传播过程中遇到较小的障碍物会绕过去,遇到较大的障碍物会反射回来形成回声。(如:高山的回声,夏天雷声轰鸣不绝,北京的天坛的回音壁)
(2)人耳听到回声的条件:人耳分清前后两个声音的时间间隔至少为0.1s,假如回声到达人耳比原声晚0.1秒以上,人耳能把回声跟原声区分开;假如不到0.1秒,回声与原声混在一起,使原声加强,听起来更洪亮。因此,在一般条件下,我们间隔障碍物至少17m才能听到回声。
(教室里听不见回声,小房间声音变大是因为原声与回声重合);
(3)应用:回声测距,如测海底的深度等等,在利用回声现象求人间隔声源的间隔时,假如用s表示间隔,用t表示时间,用v表示声速,则s=vt/2
2、怎样听见声音
(1)人耳听到声音必需具备三个条件:声源,介质,良好的听觉器官。
(2)人耳的构成:人耳主要由外耳道、鼓膜、听小骨、耳蜗及听觉神经组成;(理解)
(3)人耳听到声音的过程:声音传到耳道中,引起鼓膜振动,再经听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,形成听觉;
(4)耳聋:在声音传给大脑的过
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