第3b 册单元73 声音的特性超声波.ppt

聲音的特性 第 3B 冊 超聲波量距錶 超聲波噴霧器 p.* 第 3B 冊 單元 7.3 聲音的特性 * 你估計到自己距離雷暴發生的地方有多遠嗎？ 有一個方法：如果看到閃電之後 3 秒才聽到雷聲，雷暴便發生在大約 1 公里遠的地方。 你知道這方法的原理嗎？(p.186) 起 點 估計雷暴的距離 聲音在空氣中的傳播速率 1 裝置實驗器材。兩個微音器相距某特定距離。 2 敲擊金屬片，計時器會記錄聲音從一個微音器傳播至另一個所需的時間。 3 計算聲音在空氣中的傳播速率。 實 驗 7d 錄像片段 7.7 實驗 7d - 聲音在空氣中的傳播速率 分發工作紙 二人一組，輪着完成工作紙 答案 聲音的傳播速率 聲音的傳播速率 與它的頻率無關 受傳播的介質影響 在固體中比在液體中快，在液體中則比在氣體中快 5000 混凝土 介 質 v / m s–1 0 ?C 的 CO2 259 0 ?C 的空氣 330 20 ?C 的空氣 340 0 ?C 的水 1402 20 ?C 的水 1482 鋼 6000 聲音在不同介質中的傳播速率： v固體 v液體 v氣體 聲音的傳播速率也隨温度改變。 在室温下，聲音在空氣中的傳播速率約為 340 m s–1。 空氣的温度下降 ? 聲音的傳播速率下降 v1 v1 ?T1 ?T2 = at 0 oC ??? m s-1 T 為開氏度 (oC + 273) ~328.2 m s-1 光在空氣中的傳播速率(3 ? 108 m s-1) 聲音的傳播速率(340 m s-1) ? 我們會先看到閃電，然後才聽到雷聲。 閃電與雷聲 女孩看到閃電，3 秒後才聽到雷聲。 她距離雷暴發生的地方有多遠？ （已知：聲音在空氣中的傳播速率是 340 m s–1） 光的傳播速率極高 (~3.00 × 108 m s–1)。 ∴ 閃電的光傳播到女孩眼睛所需的時間可略去不計 雷暴發生的地方與女孩之間的距離 = vt 例 題 5 起 點 = 340 ? 3 = 1020 m 聽頻範圍 1 裝置實驗器材。 2 把訊號產生器的頻率由 1 Hz 逐漸增加至超過 20 kHz。找出你能聽見的頻率範圍。 實 驗 7e 模擬程式 7.2 錄像片段 7.8 可聽聲音 實驗 7e - 聽頻範圍 人類只能聽見 20 Hz 至 20 kHz 左右的聲音。 聽頻範圍 a 人類只能聽見 20 Hz 至 20 kHz 左右的聲音。 這個頻率範圍稱為聽頻範圍。 每個人的聽頻範圍都有少許不同。隨着年紀增長，聽頻範圍會逐漸縮窄。 不同頻率的聲音 可聽聲音的波長 聲音在空氣中的傳播速率 = 340 m s–1 (a) 求最低頻率 (20 Hz) 的可聽聲音的波長。 根據 v = f?， (b) 求最高頻率 (20 000 Hz) 的可聽聲音的波長。 根據 v = f?， 可聽聲音的 ? 範圍是 0.017 m 至 17 m。 ? = v f = 17 m 340 20 = ? = v f = 0.017 m 340 20 000 = 例 題 6 超聲波： f 20 kHz 的聲波 人類無法聽見超聲波，但很多動物卻可以聽見 超聲波 b 海豚可以用超聲波來互相溝通 蝙蝠藉發出和偵察超聲波來導航 狗隻能夠聽見狗哨子所產生的超聲波 象 貓 馬 狗 海豚 蝙蝠 聽頻範圍 (Hz): 16 - 12000 100 - 32000 31 - 40000 40 - 46000 70 - 150000 1000 - 150000 聽頻範圍：20 Hz ? f ? 20 000 Hz 超聲波的頻率：f 20 000 Hz 聲 納 聲納系統可用來探測魚羣的位置，方法是發出超聲波，然後探測魚羣反射回來的回聲。 一艘漁船向海中發出超聲波脈衝，不久後便接收到魚羣反射回來的脈衝。 超聲波的頻率 = 30 kHz超聲波在海中的傳播速率 = 1500 m s–1 例 題 7 f = 30 kHzv = 1500 m s–1 (a) 求超聲波在海中的 波長。 根據 v = f?， ? = v f = 0.05 m 1500 30 000 = 例 題 7 聲 納 f = 30 kHzv = 1500 m s–1 (b) 示波器的屏幕顯示漁船 所發出的脈衝與接收到 的回聲。 示波器的時基設定：每格 5 ms  漁船與魚羣之間的距離 = ? (1 ms = 10–3 s) 發出脈衝與接收脈衝之間的時距  = 5 ms ? 6 = 30 ms 例 題 7 聲 納 f = 30 kHzv = 1500 m s–1 (b) 示波器的屏幕顯示漁船 所發出的脈衝與接收到 的回聲。 示波器的時基設定：每