宜蘭校區物理篇-及人中學.docVIP

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第一篇 聲音的原理 聲音是一種波動,當演奏樂器、拍打一扇門或者敲擊桌面時,聲音的振動會引起介質——空氣分子有節奏的振動,使周圍的空氣產生疏密變化,形成疏密相間的縱波,這就產生了聲波,這種現象會一直延續到振動消失為止。 聽覺頻率範圍: 人:20~20000Hz 狗:50~32000Hz 貓:100~65000Hz 海豚:2000~100000Hz 蝙蝠:10~100000Hz 聲音的產生的條件 1.聲源快速振動(人耳可聽到的頻率範圍20~20000次/秒) 2.要有介質傳遞聲波 樂音的三要素 1.響度:波的振幅(振幅愈大響度就愈大) 2.音調:波的頻率(頻率愈大音調就愈高) 弦樂器:愈短.愈緊.愈細.音調就愈高 管樂器:空氣柱愈短.音調就愈高 打擊樂器:愈薄.愈輕.面積愈小.音調就愈高 3.音品:波的波形(音質的不同) 留聲機應用原理 1877年愛迪生發明世界上第一台手搖式留聲機 聲波變換成金屬針的震動(原理:聲源快速振動.人耳可聽到的頻率範圍20~20000次/秒),然後將波形(原理:波的振幅.波的頻率.波的波形)刻錄在圓筒形蠟管手搖轉動(原理:外力做功變為轉動動能)的錫箔上,當針再一次沿著刻錄的軌跡行進時,便可以重新發出留下的聲音。這個裝置錄下愛迪生朗讀的《瑪麗有隻小羊》的歌詞:“瑪麗抱著羔羊,羔羊的毛像雪一樣的白”。總共8秒鐘的聲音成為世界錄音史上的第一聲,人類除了可以從文字來紀錄歷史之外,演進到以聲音來紀錄歷史. 發條式留聲機(Phonograph)亦稱唱機,是一種使唱片發出聲音的機器 發條式留聲機音樂盒 其聲音儲存在以聲學方法(原理:波的振幅.波的頻率.波的波形)在唱片(圓盤)平面上刻出的弧形刻槽內。 唱機旋轉部分由發條驅動(利用彈簧位能變為轉動動能原理),使水平圓盤和放在它上面的唱片作勻速旋轉,圓盤轉速可以由調速器控制;唱片一端有金屬膜片,膜片中心和唱針相連接;隨著唱片轉動,唱針發生振動(利用聲源快速振動原理.人耳可聽到的頻率範圍20~20000次/秒),由槓桿作用把振動放大,推動膜片做相應的振動,於是就可以聽到加強了的和灌片時相同的聲音;為了使唱頭上的膜片的振動有效發聲,在膜片後要接上一隻喇叭。 留聲機於1888年由美國發明家伯利那(E.Berliner,1851-1929)首先演示,後來逐漸取代了筒式留聲機,因為唱片能比較方便地大量複製,放音時間也比大多數筒形錄音長。 1935年 德國柏林的通用電氣公司研製成功使用塑膠磁帶的磁帶錄音機 磁帶錄音機的磁頭,左邊為消音磁頭,中間的為放音磁頭(利用電磁感應原理)及錄音磁頭(利用電流的磁效應原理)) 錄音機(Tape recorder)的出現,最早可追溯至1877年美國發明大王愛迪生發明留聲機。愛迪生將聲波變換成金屬針的震動,並刻錄於錫箔上,利用錫箔與金屬針實現了錄音。1896年時丹麥的年輕電機工程師波爾森(Valdemar Poulsen)將音波能轉為動能電流能,再轉換為磁力(利用電流的磁效應原理))氧化鐵,正式替代了鋼絲。1962年荷蘭飛利浦公司發明盒式磁帶錄音機。 維基百科,自由的百科全書 第二篇 功與能:作功可以轉換不同形式能量. 力學能=動能+位能(重力位能.彈力位能.磁力位能.靜電力位能 1.外力作功=增加力學能(外力不含重力.彈力.磁力.靜電力以外的力) 2.摩擦力作功=減少力學能 3.無外力作功. 無摩擦力作功.則力學能守恆 4.重力作正功.減少重力位能 重力作負功.增加重力位能 彈力作正功.減少彈力位能 彈力作負功.增加彈力位能 磁力作正功.減少磁力位能 磁力作負功.增加磁力位能 靜電力作正功.減少重力位能 靜電力作負功.增加重力位能 動力裝置的結構與應用動力與動力裝置 是將自然界中的能量轉變為機械能作功轉換的機械裝置。動力機械按不同能量轉變為機械能的方式,可以分為風力機械、水力機械和熱力發動機三大類? 風力機械:風帆、風車(風力機)、風磨等 水利機械:水車、水磨、水輪機等 熱力發動機:外燃機(蒸汽機)、內燃機(汽油機、柴油機、煤氣機等)、汽輪機、熱氣機、燃氣輪機、噴氣發動機等 動力裝置的結構和應用 若依照其轉換能源為機械推動力的方式來看,則主要有下列幾種2為法式水輪機)。 將能源轉換成熱能以推動機械:如內燃機和外燃機。(圖3 外燃機) 將電能變成動能:如馬達。 人力踩水車(俗稱龍骨水車) 法式水輪機 法式水輪機 在舊時,稻子生長期間,若圳溝的水位比稻田低,灌溉用水無法流到田裡,農夫就會踩水車引水灌溉。 以腳踩式轉動輪軸.載動履帶上的水容器.將較低窪的水.送到較高的田中灌溉(利用外力作功增加力學能.符合能量守恆) 外燃機外燃引擎

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