資源簡介

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第4節 聲波的應用
第三章 聲現象
1.了解聲現象在現代技術中的應用，加深對超聲波、次聲波的認識，進一步豐富運動和相互作用觀。
2.在了解聲波的廣泛應用的過程中，感受物理學對科技進步和社會發展的深遠影響，激發學習物理的興趣。
學習目標
生活中，人們常常利用聲音來交流和傳遞信息。除此之外，聲波還有很多其他領域的應用。
醫院利用超聲波獲得人體內器官或胎兒的圖像信息
超聲探傷儀可以探查出金屬零件內部的裂紋等隱患
你還知道聲波的其他應用嗎？它們利用了聲波的哪些特性？
新知導入
概念回顧
頻率高于20000Hz的聲波。
頻率低于20Hz的聲波。
超聲波：
次聲波：
人耳的聽覺頻率范圍是 。
超聲波與次聲波人耳都無法聽到
20~20 000 Hz
超聲波
可聽聲波
次聲波
20Hz
20 000 Hz
超聲波頻率高，容易會聚成一束定向發射，在水中能夠傳播得很遠，遇到物體又會被反射回來。
超聲波的特點
人耳能聽到超聲波和次聲波嗎？
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知識點一：超聲波的應用
（1）聲吶
在船上用聲吶向海中發射一束超聲波，依靠回波可以探測出海洋的深度，以及魚群、礁石和敵方潛艇的方位等信息。
1.超聲波可以傳遞信息
汽車的倒車雷達也應用了這個原理。
（2）超聲檢查
超聲波在不同組織交界面上會反射，利用其反射和回波來形成人體組織結構的圖象。
（3）超聲探傷儀
工業上用其探查出金屬零件內部的裂紋等隱患。
2. 超聲波可以傳遞能量
（1）超聲碎石：醫院用超聲波擊碎病人體內的結石。
（2）超聲波加濕器：把超聲波導入水中，劇烈的振動會使水“破碎”成許多小霧滴，再用小風扇把這些小霧滴吹入室內，就可以增加室內空氣的濕度。
（3）超聲波清洗器：利用超聲波使清洗液產生劇烈的振蕩，能在不損傷物體表面的情況下把污物除掉，可以用它清洗眼鏡片或首飾。
超聲波測速
利用超聲波可以測量物體運動的速度。向移動物體發射一定頻率的超聲波，被移動物體反射回來的超聲波的頻率會發生改變。根據頻率的變化，就能確定物體運動的速度。
科學窗
利用超聲波還可以測量流體的流速。
超聲波測速
科學窗
1. 次聲波的特點
次聲波頻率低，傳播距離遠，不容易被吸收。
頻率低于 1 Hz 的次聲波可以傳到幾千千米乃至上萬千米遠的地方。
例如：2022年1月15日湯加海域火山發生大規模噴發，并在大氣層中激發出強烈的沖擊波，我國所有次聲波臺陣均觀測到了此次火山噴發引起的次聲波。
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知識點二：次聲波的應用
2. 次聲波的來源
地震、臺風、火山爆發、龍卷風等自然現象及核試驗、導彈發射等都可以產生次聲波。
3. 次聲波的利用
（1）次聲波的傳播速度大于風暴——災害預警：利用儀器監測風暴發出的次聲波，可在風暴到來之前發出警報。利用類似方法，也可以預報火山爆發、雷暴等自然災害。
（2）次聲波在大氣層中傳播的過程中，會受到氣流、大氣溫度分布等因素的影響——氣象監測：通過測定自然或人工產生的次聲波在大氣中的傳播特性，探測出某些大規模氣象活動的性質和規律，如沙塵暴、龍卷風及大氣中電磁波的擾動等。這種方法的優點在于可以對大范圍內大氣進行連續不斷的探測和監視。
（3）在大氣層內進行核爆炸會產生很強的次聲波——監測核試驗：用高靈敏度的監測裝置可以探測到遠方核爆炸的強度和位置。目前，全球性核試驗監測網已經建成，可監測地球任何一個角落進行的核試驗。
與機器進行語音交流，讓機器明白你說什么，已經從夢想變成了現實。
語音識別技術就是讓機器把語言信號轉變為相應的文本或命令的高新技術。
與其他生物識別技術相比較，聲音具有不會遺失或忘記、不需記憶、使用方便等優點。
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知識點三：語音識別
1. 語音識別技術的原理
語音識別技術是利用了每種聲音的____不同這一特征。
音色
語音識別流程
2. 語音識別技術的歷史
3. 語音識別技術的應用
1. 根據聲音的特征迅速驗證用戶身份、利用語音控制機器人等。
2. 智能家居、手機的語音輸入系統等。
夜蛾的反“雷達”戰
拓展閱讀
超聲波
次聲波
語音識別
頻率低，空氣中傳播距離遠，不易被吸收
預報自然災害、監測核試驗等
聲波的應用
特點
應用
特點
應用
傳遞信息：聲吶、B超等
傳遞能量：清洗儀器、擊碎結石等
超聲波頻率高，容易會聚成一束定向發射，在水中能夠傳播得很遠，遇到物體又會被反射回來。
課堂總結
1. 某款辦公軟件，只要配備有麥克風，就可以通過對著麥克風講話錄入文字和執行操作。下列物理知識或應用中與這項功能有關的是（ ）
回聲定位
控制噪聲的途徑
語音識別技術
超聲波能在空氣中傳播
C
課堂練習
2.下列關于超聲波的說法中正確的是( )
A.人耳聽不到的聲波都是超聲波
B.超聲波可以探測海洋深度
C.超聲波是傳播速度超過聲音傳播速度的聲波
D.超聲波定向傳播能力差
B
3.海上發生風暴時會產生次聲波。次聲波在空氣和海水中傳播的速度比風暴移動的速度快。次聲波接收處理設備就是利用這一特點提前感知、預報海上風暴的。風暴產生的次聲波無法被人耳聽到,原因是次聲波的( )
A.速度太快 B.響度太小
C.頻率太高 D.頻率太低
D
4.下列不屬于超聲波的應用的是（ ）
蝙蝠利用聲波定位
用聲吶探測海深
倒車雷達
用聽診器檢查身體
D
5.有一種電動牙刷能發出超聲波，直達牙刷刷不到的地方，可以把牙齒刷得更干凈，它是利用了超聲波___________(選填“傳遞信息”或“具有能量”)的特點。超聲波測距儀______(選填“能”或“不能”)在太空中使用。
具有能量
不能

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