第三节声音的特性.doc

第三节 声音的特性 一、音调：声音的高低—频率 为了让学生体验什么是音调，可用乐器展示。 方案1：用吉他（二胡）弹出几个不同的音。 方案2：用相同大小的力，敲击两个盛水量不一样的水杯。 提出问题：听到的声音有什么不同？让学生进行交流讨论。 由实验中音调的不同，让学生知道声音有高低之分，自然进入声音特性的教学。 演示实验： 方案1：观察锯条（或钢尺）露出桌面长短不同时，振动快慢的不同。 实验时使锯条紧紧地压在桌面上，分别将锯条1/4长和3/4长伸出桌面边缘，用手按住锯条在桌面上的部分，拨动桌外部分，使其振动。注意观察：尺子露出桌面长长短不同时，振动的快慢不同。实验时按锯条的手要用力，使锯条两次振动幅度大致相同。 观察思考：钢锯条伸出桌边的长短跟振动快慢有何关系?声音高低跟振动快慢有什么关系？将实验结果记录在表中。 锯条振动快慢对声音高低的影响 振动锯条长度 振动快慢 声音高低 锯条长度的1/4 锯条长度的3/4 结 论 当学生的注意力集中到锯条振动的快慢上时，结论可顺利得出。在学生讨论的基础上，提出音调表示声音的高低，让学生知道音调决定于发声体振动的快慢。发声体振动的快慢用“频率”来表示。 物体振动得快，发出的音调就高，听起来尖细；振动得慢，发出的音调就低，听起来低沉。可见发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，它决定着音调的高低。物理学中用每秒内振动的次数——频率来描述物体振动的快慢，频率决定声音的音调。频率的单位为赫兹，简称赫，符号Hz。物体在1s的时间里如果振动100次，频率就是100 Hz。 人能感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围20 Hz～20000 Hz。其中最敏感的频率是3000 Hz左右。老年人的听觉随年龄而衰退，通常男子说话、歌唱时，发声的频率比女子低。（也就是音调低）人们把高于20000 Hz的声音叫做超声波，因为它们已超过人类听觉的上限；把低于20Hz人声音叫做次声波，因为它们已低于人类听觉的下限。对于超声波和次声波我们都听不到，但某些动物能听到。 超声波的特点：能量大，频率高，方向性强。 动物的听觉范围通常和人不同。一些动物对高频声波反应灵敏。或许你曾经注意过，有时在你认为很静、没有任何声音时，猫却突然表现得非常警觉。猫能够听到的频率范围是60 Hz～65000 Hz。狗能听到的频率范围是15Hz～50000 Hz。海豚能听到声音的上限是150000 Hz。 一些动物的发声和听觉的频率范围?/ Hz 人 ：发声频率85～1100 Hz； 听觉频率20～20000 Hz。 狗 ：发声频率452～1800 Hz；听觉频率15～50000 Hz。 猫 ：发声频率760～1500 Hz；听觉频率60～65000 Hz。 蝙蝠：发声频率10000～120000 Hz；听觉频率1000～120000 Hz。 海豚：发声频率7000～120000 Hz；听觉频率150～150000 Hz。 有些动物对低频声波有很好的反应。大象的语言对人类来说是一种次声波。大自然的许多活动，如地震、火山喷发、台风、海啸等，都伴有次声波产生。动物在地震前的一些异常反应与次声波有关（老鼠逃出洞，牛马不入圈，鸡犬不宁）。一些机器在工作时，也会产生人耳听不到的次声波。有些次声波对人体的健康有害。海豚和蝙蝠是利用超声波的。 例如：振动会发出声音，我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声的原因：蝴蝶的翅膀的振动频率小于10 Hz，蚊子翅膀的振动为500～600 Hz。由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳的听觉范围，当然人听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听觉范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。 有经验的养蜂人只能分辨蜜蜂是出去采蜜，还是采蜜回来，其依据是声音的音调不同。蜜蜂不载花蜜时翅膀振动的频率高，音调高。 方案2：运用发音齿轮装置进行实验 把发音齿轮固定在转台上，摇动转台，使齿轮匀速转动。再拿一块硬纸片接触其中一个齿轮的锯齿，纸片就振动起来，发出声音。改变转台的转速。可以听到纸片发出的声音音调也随着改变。转速越大，单调越高。 保持齿轮的转速不变，用硬纸片接触不同的齿轮，纸片就发出不同音调的声音，齿轮的齿数越多，硬纸片各它接触时发出的声音的音调就越高。 实验表明：声音的音调是由声源振动的频率决定的。频率越大，音调越高；频率越小，音调越低。 注意事项：发音齿轮轴上的螺帽必须拧紧，以防齿轮打滑，影响实验效果或被甩出伤人、损坏齿轮。 方案3：可用两个频率不同的音叉直接演示。办法是在每个音叉的叉股上固定一根细钢针，另备一块被烟熏黑的玻璃板。用音叉槌敲击音叉，使音叉振动发声，并同时匀速地在玻璃板上移动。移动时必须注意要使两音叉的钢针针尖恰好与玻璃