1、第3节 超声与次声,义务教育教科书（沪科版）八年级物理上册,测一测你听觉的频率范围,复习：前面我们学习了声音的三个特征，它们分别与哪些因素有关呢？ 声音的响度与声源振动的幅度有关，还与距离声源的远近有关；音调的高低与声源振动的频率有关；音色与发声体的材料和结构有关。,是不是所有的声音人耳都能听见呢？,比较 测量到的同学们的听觉范围，人一般只能听到多少赫兹的声音呢？,一、次声波和超声波,1.可闻声波：人耳能听到的声波. 其频率范围大致在20Hz-20000Hz之间,2.超声波：频率高于20000Hz的声波 不能引起人类听觉器官的感觉,3.次声波(又称亚声波)：频率低于20Hz的声波 不能引起人类
2、听觉器官的感觉,大多数人能听到的声音的频率范围大约是2020000次秒，苍蝇飞行时的每秒振翅次数在听觉范围内，而蝴蝶的每秒振翅次数小于最低限20次秒，所以能发觉苍蝇的飞行而不能发觉蝴蝶的飞行,苍蝇飞行的每秒振翅147200次，蝴蝶飞行时每秒振翅56 次，为什么你凭听觉能发觉飞行中的苍蝇，却不能凭听觉发觉飞行中的蝴蝶？,一些动物的听觉大大优于人类的听觉。如猫、狗和狐狸却能听到音频每秒钟高于60000次的声音，至于老鼠、蝙蝠、鲸鱼和海豚，可以发射和接收音频每秒钟超过100000次的超声波。,你知道蝙蝠是怎样判断目标的位置的吗？,蝙蝠是通过发出超声波，然后接收回声来导航的。,除了超声波，动物们还能听
3、到音频每秒钟只有10次或不到10次的次声波，次声波不仅我们的耳朵听不出来，就是地震仪器也极少可能把它测定出来。因此，它们能遥感得出数百公里之外雷电和洋底海啸时发出的次声波。,在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。,二、超声波的特点及应用,（1）应用于生活:,超声波加湿器,1特点：由于它的频率高，因此具有以下特点：（a）方向性好，几乎沿直线传播；（b）穿透能力强，（c）在媒质中传播时能产生巨大的作用力，可以用来为硬质材料做切割、凿孔等 应用,金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢
4、是件麻烦事如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。,用超声波消毒灭菌也是有效的例如用超声波来给牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法对营养成分的破坏,超声波消毒炉,对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位。利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效。,（2）应用于医学,超声波雾化器,利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎,超声波体外碎石机,人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样。平常说的“B超” (B型超声仪)就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变。,彩色B
5、型超声诊断仪（胃肠检查）,B 超 检 查 胎 儿 健 康 情 况,利用超声波作用于人体时机体细胞受到振荡和刺激，可起按摩作用，治疗神经痛等疾患,超声波按摩棒,超声波按摩泡脚盘,（3）应用于工业 用超声波检测建筑有无损害. 用超声波来测量物体厚度.,超声波探伤，由于超声波的穿透能力很强，可以制成超声波探伤仪，用来探查金属内部的缺陷,超声波探伤仪,超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多。水声测位仪既能发出短促的超声波脉冲又能接收被潜艇、鱼群或海底反射回来的超声波，根据反射波滞后的时间和波速，就可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度,水声测位仪,（4）应用于航海、渔业方面,2000年8月12日，
6、俄罗斯的“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难沉没。探测专家用超声波可探测到潜艇的确切位置后，在潜艇正上方海面向下发出超声波，从超声波发出直至接收到潜艇的回波经历的时间为t =0.146s，则潜艇沉没的实际深度h 约为多大？取整数值（超声波在海水中的传播速度v=1450ms),三、次声波的特点及危害,(1)特点:频率低，次声波具有极强的穿透力,(3)危害:不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。次声穿透人体时，不仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木，而且还可能破坏大脑神经系统，
7、造成大脑组织的重大损伤,还可能导致死亡。,（2）次声波的产生：太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变；在工厂，机械的撞击、摩擦；军事上的原子弹、氢弹爆炸试验等等，都可以产生次声波,核爆炸,导弹发射,次声,火山,地震,风暴与海啸,次声,这艘货船在驶近该海峡时，恰遇上海上起了风暴风暴与海浪摩擦，产生了次声波次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡,在20世纪30年代，美国一位物理学家做过实验：他把一台次声发生器带进剧场，开演后悄悄地打开，然后坐在自己的包厢内观察动静，只见坐在次声器四周的观众产生一种惶恐不安和迷惑不解的神情，并很快蔓延到整个剧场,2、昆虫飞行时翅膀要振动
8、，甲昆虫飞行时翅膀每秒振动200次，乙昆虫飞行时翅膀每秒振动40次，一位听力正常的人能听到飞行时发出声音的昆虫是（ ） 甲昆虫 乙昆虫 都能听到 都听不到,1、人无法听到飞翔的蝙蝠发出声音的原因是（ ） A蝙蝠没有发出声音 B蝙蝠发出声音的频率太高 C蝙蝠发出声音的频率太低 D蝙蝠发出声音的响度太小,练一练,B,C,3.超声波雷达也叫声呐，可以用来探测海洋深度，探测时是如何工作的?,解答：需要先知道超声波在水中的传播速度，用v表示，需要测出从海面上发声到海底及返回的时间t，便可知道海面到海底的深度。如：超声波在海水中的传播速度为1500m/s，从海面发出超声到接受到回声的时间为4s，海深则为 S=1/2vt=1/21500m/s4s=3000m,练一练,4.同样在你身边飞过的苍蝇和蝴蝶，为什么凭听觉你只能发现苍蝇而不能发现蝴蝶?,因为蝴蝶发出声音的频率低，低于了人的听觉下 限20Hz，所以人听不到。而苍蝇的发出声音的 频率在人的听觉范围内，故能听到。,练一练,5、据说：美国研制出一种用超声波做子弹的枪，当超声波到达一定得强度就能有较强的攻击力。实际上阻挡这一武器的袭击，只要薄薄的一层（ ） A、半导体 B、磁性物质 C、真空带 D、绝缘体6、声波可以用来清洗眼镜、钟表等精细的仪器，说明声波具有 的性质,练一练,C,能量,没有艰苦的学习，就没有最简单的科学发明。,结束语,
