声音在三种介质中传播比较 第一节声音的产生与传播

一.声音的产生

【观察与实验】

实验一

用两根手指触试喉咙处,轻轻发出“啊－－－”的声音,体会手指的感觉。

实验二

把正在发声的音叉放入盛有水的水槽中,会看到“水花四溅”。

从上面的实验可以看出:

声是由物体的振动( vibration)产生的。

以上实验中为了感知实验现象，体会声音是由物体振动产生。

实验一用手感觉人们发声时声带在振动。

实验二通过观察振动音叉溅出的水花，说明发声的音叉在振动。

以上两个实验都是把不容易观察的现象，转化为容易感觉或观察的现象，这是学习物理学最常用的方法，被称为“转换法”

☛固体振动产生声音，液体、气体振动也能产生声音。

○小溪哗哗的流水声，瀑布巨大的倾泻声等等，都是水振动产生的声音。

小溪

瀑布

○吹长笛、唢呐等管乐时，是长笛、唢呐中空气柱振动产生的声音。

当刮大风是人们常常用“大风呼啸”来描述风的大小，这是空气振动产生的声音。

上述例子说明，液体、气体振动也能发声。

●声源

在物理学中把发声的物体叫做声源。

声源的振动物体是固体、液体或气体。

一切发声的物体都在振动，振动停止发声也停止。

●录音

如果将发声时的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生与原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来，人们把这样记录声音的方法叫做录音。

下图是早期木纹唱片表面的放大图。

木纹唱片表面记录声音的沟槽

从图片上可以看到,唱片上有一圈圈不规则的沟槽。当唱片转动时,唱针随着划过的沟槽振动,就能把记录的声音重现出来。

随着科学技术的进步,人们还发明了磁带、激光唱盘、磁盘、闪存盘等,用来记录声音。录音磁带

激光唱片

●声音的传播

1.真空不能传播声音

【观察与实验】

如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,注意声音的变化。再让空气逐渐进入玻璃罩内,注意声音的变化。

真空罩中的闹钟

当用抽气机抽气时，玻璃钟罩内的空气越少，听到闹钟的响声就越小，由此可以推断：

真空不能传播声音。

太空中没有空气,哪怕离得再近,航天员也只能通过无线电进行交谈，证明了声音的传播需要介质，真空不能传播声音。

2.声音传播需要介质

以上实验告诉我们,正是平时大家并不十分留意的空气传送了声音，如果没有空气,人们就无法正常交流。

人们在日常生活中的对话，声音就是通过空气传到耳朵引起听觉的。

实践证明：

空气是传播声音的物质。

在物理学中，把这样的物质叫做介质。

除了空气外，固体、液体也是传播声音的介质。

【观察与实验】桌子传声

实验方法：

用一张桌子做实验。

一个同学轻轻刮擦桌面,以附近的同学不能听到刮擦声为度,另一个同学把耳朵贴在桌面上,试试能否听到声音。

从这个实验可以看出,桌子也能传声。

实验表明：

固体能传播声音

固体是传播声音的介质之一。

气体、固体可以传播声音,液体也可以传播声音。

将要上钩的鱼,会被岸上的说话声或脚步声吓跑;

在花样游泳比赛中,运动员在水中也能听到音乐。

这些都是因为水能传播声音的例子。

大量实验表明:

声音的传播需要介质。

传声的介质既可以是气体、固体,也可以是液体。在真空中,声音不能传播。

●声音传播方式

声音在空气中是怎样传播的呢?

以击鼓为例:鼓面的振动带动周围的空气振动,形成了疏密相间的波动向远处传播。

空气疏密相间的传播形成声波

这个过程跟水波的传播相似。用一支铅笔不断轻点水面,水面就会形成一圈一圈的水波,不断向远处播。

水波

声音以波的形式传播着,我们把它叫做声波( sound wave)。

●声速

【想想议议】

学校举行运动会时,小明被安排在终点做计时员。老师告诉他:按表时要看发令枪冒出的白烟,而不能等听到发令枪响再按表。

你知道这是为什么吗?

因为声音的传播需要时间，声音在不同介质中传播速度不同。

声传播的快慢用声速描述,它的大小等于声在每秒内传播的距离。

声速的大小跟介质的种类有关,还跟介质的温度有关。

平时在比较速度大小时，习惯上把15℃时,声音在空气中的速度340m/s记作声速。

●回声

☛如下图，对着高墙或山崖喊话,声音向前传播时遇到障碍物会反射回来,我们就听到了回声。

从发出原声到听到回声要经过一段时间,可见声音传播一段距离要经过一段时间。

注意：回声与原声的速度相同，一般都为340m/s.

人耳能分清原声和回声两个声音的时间间隔大于0.1秒.

☛利用回声测距离

已知从原声发出到听到回声的时间为0.1s,声音在空气中的速度340m/s.

利用速度公式V=S/t得：S=Vt=340m/s×0.1s=34m.

原声到障碍物的距离为：

S＇=34m/2=17m.

所以，人耳能听到的回声的最小距离是17m．

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