資源簡(jiǎn)介

(共37張PPT)
第3章 聲的世界
4 聲的應(yīng)用
教科版八年級(jí)物理上冊(cè)
北京天壇公園中的建筑莊嚴(yán)雄偉，其中還有著奇妙的聲學(xué)特點(diǎn)。公園內(nèi)有個(gè)圓形的回音壁，對(duì)著墻壁說(shuō)話，即使聲音很輕，在墻壁遠(yuǎn)處的許多位置仍能聽(tīng)得清楚。
新課導(dǎo)入
是誰(shuí)在和
淘淘喊話？
聲是一種波。聲音在傳播過(guò)程中遇到障礙物會(huì)反射回來(lái)，這種現(xiàn)象叫作聲音的反射。
知識(shí)點(diǎn)1 聲音的反射
對(duì)著遠(yuǎn)處的山崖喊話聽(tīng)到的回聲，就是反射回來(lái)的聲音。
人能分辨出回聲的條件：
聽(tīng)到原聲和聽(tīng)到回聲的時(shí)間間隔在0.1s以上。
聲音反射回來(lái)所需要的時(shí)間、回聲的強(qiáng)弱，與聲傳播中遇到的障礙物的形狀、材質(zhì)、位置等因素有關(guān)。
常溫常壓下聲音在空氣中的速度約為340m/s，根據(jù)聽(tīng)到回聲的條件，請(qǐng)你算一算，障礙物至少和聲源相距多少米，人耳才能把回聲和原聲區(qū)分開(kāi)？
至少間隔17m。
利用回聲可以探測(cè)水中魚(yú)群、水下礁石或潛水艇等
在室內(nèi)談話和播放音樂(lè)，人感覺(jué)聲音比在空曠的室外響亮
音樂(lè)廳中常用這種原理使演奏的效果更好
若聽(tīng)到原聲和聽(tīng)到回聲的時(shí)間間隔不到0.1 s，人無(wú)法將原聲和回聲分辨開(kāi)來(lái)，此時(shí)人聽(tīng)到聲音的時(shí)間就延長(zhǎng)了，使人感覺(jué)聲音“加大”了。
天壇——我國(guó)古代聲學(xué)應(yīng)用的奇跡
天壇始建于明永樂(lè)十八年 （1420年），其中的回音壁是一道直徑約61.5m、高約3.72m的圓形圍墻，圍墻以磚石砌成，墻壁面整齊、光滑。當(dāng)人對(duì)著墻面低語(yǔ)，聲波會(huì)沿著凹?jí)γ娼?jīng)多次反射傳給遠(yuǎn)處貼近墻壁的聽(tīng)者。
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【例1】一位同學(xué)面對(duì)一座峭壁發(fā)出喊聲，一會(huì)兒他聽(tīng)到了回聲。他從手腕上的電子表看到，從他發(fā)出喊聲到聽(tīng)到回聲共經(jīng)歷了約0.5s的時(shí)間，估算峭壁距離該同學(xué)站立之處約有多遠(yuǎn)。
解：由 可得，0.5s內(nèi)聲音傳播的路程：
峭壁與同學(xué)站立之處的距離：
知識(shí)點(diǎn)2 超聲與次聲：探測(cè)技術(shù)
數(shù)字實(shí)驗(yàn)
Di
認(rèn)識(shí)超聲和次聲
當(dāng)聲波頻率落在小于20Hz或大于20 000Hz范圍時(shí)，我們已不能聽(tīng)見(jiàn)聲音，但仍能看見(jiàn)它們的波形，你知道這是為什么嗎？
（1）多數(shù)人能夠聽(tīng)到的頻率范圍約為20~20000Hz。
（2）物理學(xué)中，把振動(dòng)頻率高于 20 000 Hz 的聲，叫作超聲；把振動(dòng)頻率低于 20 Hz 的聲，叫作次聲。
人能感受到的聲音頻率有一定的范圍。
一、超聲的特點(diǎn)和應(yīng)用
人耳能聽(tīng)見(jiàn)的聲音
超聲
頻率高于20000Hz的聲波稱為超聲。
超聲的特點(diǎn)：
(1)方向性好；
(2)穿透能力強(qiáng)；
(3)易于獲得較集中的聲能。
人無(wú)法聽(tīng)到超聲，但許多動(dòng)物卻能聽(tīng)到。它們不僅能聽(tīng)到超聲，還可以發(fā)出超聲。
通常夜間活動(dòng)的蝙蝠不會(huì)撞到障礙物，它們利用超聲進(jìn)行導(dǎo)航
蝙蝠通過(guò)喉頭發(fā)出超聲，再用耳朵接收回聲，就能利用超聲導(dǎo)航、捕食。
1. 超聲可以傳遞信息
圖中是現(xiàn)代的無(wú)線電定位器——雷達(dá)，它是仿照蝙蝠的超聲定位系統(tǒng)制造的。
這門(mén)學(xué)科叫仿生學(xué)，即通過(guò)模仿自然界生物的特性來(lái)發(fā)明新的技術(shù)和工具。
根據(jù)回聲來(lái)探測(cè)目標(biāo)的方法，叫作回聲定位。
倒車?yán)走_(dá)
超聲導(dǎo)盲杖
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聲納系統(tǒng)
醫(yī)院利用超聲進(jìn)行超聲檢查。機(jī)器向人體發(fā)出超聲波根據(jù)人體不同位置反射回來(lái)的超聲的不同形成“像” 。
工業(yè)上使用超聲探傷儀，能探測(cè)金屬內(nèi)部存在的缺陷，排除隱患。
2. 超聲可以傳遞能量
（1）超聲碎石：醫(yī)院用超聲擊碎病人體內(nèi)的結(jié)石。
（2）超聲清洗器：超聲能破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu)，從而對(duì)醫(yī)療器械和食物等進(jìn)行殺菌消毒。
【例2】下列不屬于超聲的應(yīng)用的是（ ）
蝙蝠利用聲波定位
用聲吶 探測(cè)海深
倒車?yán)走_(dá)
用聽(tīng)診器檢查身體
D
二、次聲的特點(diǎn)和應(yīng)用
1. 次聲的特點(diǎn)
頻率低于20Hz的聲波稱為次聲。
人耳能聽(tīng)見(jiàn)的聲音
次聲
次聲來(lái)源廣、傳播時(shí)的能量損失小、能繞過(guò)障礙物，能傳得很遠(yuǎn)。頻率低于 1 Hz 的次聲可以傳到幾千千米乃至上萬(wàn)千米遠(yuǎn)的地方。
2022年1月15日湯加海域火山發(fā)生大規(guī)模噴發(fā)，并在大氣層中激發(fā)出強(qiáng)烈的沖擊波，我國(guó)所有次聲波臺(tái)陣均觀測(cè)到了此次火山噴發(fā)引起的次聲。
自然界中，火山爆發(fā)、地震、海嘯、風(fēng)暴等都能產(chǎn)生次聲；核爆炸、導(dǎo)彈發(fā)射等也能產(chǎn)生次聲。
利用次聲的特點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)預(yù)警等，例如氣象預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)自然災(zāi)害。
自然災(zāi)害
次聲
產(chǎn)生
預(yù)報(bào)
次聲監(jiān)測(cè)泥石流
2. 次聲的應(yīng)用
地震預(yù)警
【例3】海上發(fā)生風(fēng)暴時(shí)會(huì)產(chǎn)生次聲，次聲在空氣和海水中傳播的速度比風(fēng)暴移動(dòng)的速度大。次聲接收處理設(shè)備就是利用這一特點(diǎn)提前感知并預(yù)報(bào)海上風(fēng)暴，從而為漁業(yè)、航海等服務(wù)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 次聲不能傳遞信息
B. 次聲是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的
C. 次聲在海水中比在空氣中傳播得慢
D. 次聲的頻率太高，人耳聽(tīng)不見(jiàn)
B
知識(shí)點(diǎn)3 水聲通信與語(yǔ)音識(shí)別
深海是神秘的世界，隱藏著許多我們不知曉的生命和奇觀。
聲波是唯一能在海水中有效進(jìn)行遠(yuǎn)距離信息傳遞的載體。
蛟龍?zhí)柕谖宕蜗聺撟畲笊疃冗_(dá)7062米
奮斗者號(hào)于2020年11月10日創(chuàng)造了10909米的中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄
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一、水聲通信
水聲通信是潛水器與水面人員聯(lián)系的主要方式。
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二、語(yǔ)音識(shí)別
與機(jī)器進(jìn)行語(yǔ)音交流，讓機(jī)器明白你說(shuō)什么，已經(jīng)從夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。
語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)就是讓機(jī)器把語(yǔ)言信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的高新技術(shù)。
與其他生物識(shí)別技術(shù)相比較，聲音具有不會(huì)遺失或忘記、不需記憶、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
語(yǔ)音識(shí)別流程
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當(dāng)人說(shuō)話時(shí)，計(jì)算機(jī)程序通過(guò)分析每個(gè)字的讀音特征，并與各個(gè)字的標(biāo)準(zhǔn)讀音特征進(jìn)行比對(duì)，再聯(lián)系上下文，就可以判斷出人說(shuō)的話。
應(yīng)用：
1、智能設(shè)備中利用語(yǔ)音輸入文字。
2、控制家居設(shè)備、控制機(jī)器人、為用戶提供查詢服務(wù)等。
3、根據(jù)不同人的音色不同進(jìn)行身份驗(yàn)證等。
【例4】某款辦公軟件，只要配備有麥克風(fēng)，就可以通過(guò)對(duì)著麥克風(fēng)講話錄入文字和執(zhí)行操作。下列物理知識(shí)或應(yīng)用中與這項(xiàng)功能有關(guān)的是（ ）
回聲定位
控制噪聲的途徑
語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)
超聲能在空氣中傳播
C
1. 在室內(nèi)講話聽(tīng)起來(lái)比在曠野響亮，這是為什么？
在室內(nèi)講話時(shí)會(huì)產(chǎn)生回聲，回聲與原聲混合在一起，使原聲加強(qiáng)，所以在室內(nèi)講話聽(tīng)起來(lái)比在曠野響亮。
自我評(píng)價(jià)
2. 有一種驅(qū)蚊器，它可以模擬蚊子的天敵蝙蝠的發(fā)聲頻率，來(lái)達(dá)到驅(qū)趕蚊子的效果。你知道這種驅(qū)蚊器發(fā)出的是哪類聲波嗎？這種聲波還有哪些應(yīng)用呢？
這種驅(qū)蚊器發(fā)出的是超聲。
超聲的應(yīng)用還有回聲探深儀、B超機(jī)、汽車超聲倒車?yán)走_(dá)、超聲粉碎機(jī)等。
3. 地震來(lái)臨前，狗會(huì)狂叫不止而人卻感受不到異樣，小明認(rèn)為是因?yàn)楣房梢灶A(yù)知自然界中將要發(fā)生的事情，小聰認(rèn)為是因?yàn)楣纺苈?tīng)到人聽(tīng)不到的“某種聲音”。誰(shuí)的觀點(diǎn)正確，為什么
小聰?shù)挠^點(diǎn)正確。狗的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍比人的廣，可以聽(tīng)到人聽(tīng)不到的部分超聲和次聲。地震來(lái)臨前狗狂叫不止，就是因?yàn)楣仿?tīng)到了地震發(fā)生前產(chǎn)生的次聲。
課堂小結(jié)
超聲波
次聲波
來(lái)源廣、傳播遠(yuǎn)、能繞過(guò)障礙物
聲的應(yīng)用
特點(diǎn)
應(yīng)用
特點(diǎn)
應(yīng)用
傳遞信息
傳遞能量
方向性好、穿透能力強(qiáng)、易于獲得較集中的聲能等
監(jiān)測(cè)預(yù)警
聲音的反射
水聲通信與語(yǔ)音識(shí)別
完成練習(xí)冊(cè)本課時(shí)的習(xí)題。
課后作業(yè)

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