10.9声学初步知识
1.声波：这是一种与我们生活联系非常密切的机械波。 （2）声波：声振动在介质中的传播。
介质有气体、液体、固体。
空气中的声波是纵波。
声波也有反射、干涉和衍射现象。
声波的共振现象叫共鸣。
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（3）乐音：有固定频率的声音。它是由周期性振动的声源发出的。
a.音调：音调的高低决定于声源的频率，频率越大音调越高。不知你注意过木琴的结构吗？在大小木板下还吊着大小不等的钢筒。你能分析这是怎么回事吗？
b.响度与声强：响度是人们感觉的声音的强弱，当然人对不同频率的声音感知的能力也不一样。准确地描述声音的强弱还是用声强来描述。声强是单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量。
c.音：各种乐器发声并不是单一频率的纯音，而是由频率和振幅各不相同的许多纯音组成的。其中频率最低的叫基音，其余的都是基音频率的整数倍，我们称为泛音。各种乐器音不同，就是由于泛音的多少，泛音的频率和振幅的大小都不同而造成的。
（4）噪声：其声源做的是无规则的非周期性振动。比如用铁器刮玻璃发出刺耳声音。
当然从环境保护的角度上看，除上述的声波被称为噪声外，还把一切影响人们正常生活和工作的声音都称为噪声。
（5）超声波与次声波：在20000Hz以上的声波叫超声波、20Hz以下的声波叫次声波。
例1. 体 体和 体都能 而发声，各种 着的发声体就是声源。
分析：知道声源的定义，知道各状态的物体都能发声,各种状态的物体，只要在振动时发声，它就是声源。
例2：声源的振动动，使周围的空气产生 变化，形成 相间的 波，所以声波就是 波，它在不同介质中传播速度 。
分析：知道声波的发生原因、条件及传播介质，声源的振动挤压周围的空气，使空气发生弹性形变，因为空气这种介质是弹性介质，所以就形成疏密相间的纵波，它也是机械波的一种，它在不同介质中的传播速度是不同的。
例３：声源振动的能量通过声波传入人耳，使耳膜发生 振动，使人产生了声音的感觉。人耳能听到的振动频率范围约在 Hz到 Hz之间。
分析：知道人能听到的声音的振动频率范围，鼓膜的振动是由声波引起的，因此不能是固有振动，而是受迫振动。听声的范围一般是20Hz~20000Hz。
4.念
例：如果回声到人耳比原来的声音滞后 秒钟以上，我们就能把回声与原来的声音区分开，这个时间叫做回声的 时间。
知道回声的现象及回声滞后时间的概
例5：把正在发声的音叉自转一周，站在旁边的人能听到声音忽强忽弱的变化，这是：
（1） 声波的反射；（2）声波的衍射；（3）声波的干涉；（4）声波的共振。
分析：能识别声的衍射和声波的干涉，这是声波的干涉现象。声波干涉的情况如图5-71示。
图5-71
6.
例：波长分别为1.7m和3.4m的声音，在空气中传播时它们的速度比为 ，频
率比为 。
分析：能根据v=λ合成氨工艺流程f公式计算或比较声波的频率、声速或波长，声音在空气中传播的速度是340m/s，这样可利用v=λ·f分别求出两不同波长的波的频率比：∵v1=v2；∴λ1f1=彩油墨λ2f2
例7：在空气中声速约为340m/s，人要听到自己发出的声音的回声，则障碍物离人的距离不小于 m。
分析：能根据回声滞后时间，计算到障碍物的距离或声速∵回声滞后时间为0.1s，这样自己就可听到自己发出的声音的回声。∴人发声到障碍物用时0.05s。
因此：S=v t=340×0.05=17(m)
例8：在特殊的物理情景中，计算声波的频率、声速或波长，一个人用锤子击一下大铁桥的一端而发出声音，经过空气和铁桥分别传到桥的另一端时相关2s。已知空气和钢铁传声速
度分别为340m/s和4900m/s。求桥的长度。
分析：空气传声和铁桥传声的距离相同，都等于铁桥的长度。利用运动学公式可列出：S=v空·t=v铁·（t-2） 代入有关数据
可求 t=2.15s；∴S=730.7m。
例9：乐音和噪声的区别在于乐音的声源做的是 振动，噪声的声源做的是 振动。所以乐音的波的图象是 曲线，而噪声的波的图象是 曲线。
分析：知道如何区别乐音和噪声，乐音的声源做的是周期性振动，而噪声的声源做的是非周期性的振动。
例txue10：两个做周期性振动的声源，其频率相同，那么它们所发出的声音将：
（1） 都是乐音；（2）具有相同的音调；
（2） 具有相同的响度；（4）具有相同的音品。
分析：知道决定音调高低的因素，音调的高低决定于声源振动的频率、频率越大，音调越高。另外声源的振动频
率相同，说明声源的振动是周期性的振动。因此（1）（2）正确。
11.知道声强和响度的物理意义及二者之间的关系
例：声强是表示声音 的物理量，我们把 通过垂直于声波传播方
向的 上的能量叫做声强。
请阅读课本161页上响度和声强的描述。
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例12：各种乐器发出的乐音是由频率和 各不相同的许多纯音组成的，其中频
率 的纯音叫基音，其余是基音频率的 倍，叫做泛音。
分析：知道决定音品的因素，能分辨基音和泛音的不同见课本126页。
声波：在弹性媒质中，如果波源所激起的纵波的频率在20Hz到20000Hz之间，
能引起人的听觉。在这一频率范围内的振动，叫做声振动，由声振动激
声波 起的纵波叫声波
次声波：频率低于20Hz的纵波叫次声波
超声波：频率高于20000Hz的纵波叫超声波
超声波的应用：
1.由于超声波频率很高，在媒质中传播时能产生巨大的作用力，因而可用来清洗、加工和消毒。
2.由于超声波的波长很短，能沿直线传播和反射，因而可利用它来制造声纳等仪器，用来确定被探测物的位置。
3.由于超声波穿透能力很大，能穿透几米厚的金属。因而可利用它来制成探伤仪，检查金属内部的缺陷。
4.由于超声波的传播速度和被吸收情况跟媒质的均匀性和成分有关，因而可利用它来帮助了解化学反应的发生过程。
乐声：由声源作有规划的周期性振动，所发声波的频率和波长都一定，听之
使人感到愉快的声音，叫乐声。
音调：由频率决定，频率越大，音调越高
响度：人们主观上感到的声音的强弱
乐声和噪声 乐声三要素 音：各种乐器发出的声音不是单一频率的纯音。而是由基音
和若干泛音（基频率为基音频率的整数倍）组成，音品
是由泛音的多少及其频率、振幅的大小决定的。
声音的共鸣：发声体间的共振现象
噪声：由声源作无规则非周期性的振动，所发声波的频率和波长都不一定听
之使人不舒服，且对人的生理和心理状态发生不良影响的声音叫噪声。
1.下列四种声现象中，哪一种是声波的干涉
（1） 在门窗关闭的屋子里说话，听起来比在旷野里响；
（2） 隔着墙与人谈话，不见其人而闻其声；
（3） 环绕正在发声的音叉走一圈，会觉得声音有强弱的变化；
（4） 将两只固有频率相同的音叉稍稍拉开一些距离，并排放置，敲击其中一个后用手
将其按住，却能听到未被敲击的音叉又发出声来。
2.一列声波由空气传入水中，哪些物理量将发生变化：
（1） 波长；（2）波速；（3）频率；（4）振幅
3.一列波长为80m的声波，以下说法中正确的是：
（1） 不能发生干涉；（2）不能发生衍射；
（2） 不能发生反射；（4）不能被人听到
4.一个音叉的频率是1000Hz光纤环网，空气中的声速为340m/s，试问0.2s的时间内音叉所发
出的声波在传播某方向上有几个波长？
5.超声波探鱼仪是利用超声波的反射作用。若向某个方向发射出频率为跳跳鞋5×104Hz的超
声波，经过0.56s后收到从鱼反射回来的反射波，试求鱼离声源多远？（已知超声波在水中的波长为2.9×10-2m）
6．一列声波在空气中波长为25cm，波速为340m/s，当它传入另一介质中，波长为为
79cm，求它在这种介质中的传播速度。
参考答案
1.(3)； 2.（1）、（2）、（4）； 3.(4)； 4.200个； 5.406m； 6.1.07×103m/s
