初中物理小知识.doc

为什么呼啸而过的汽车喇叭声会“先尖后缓”
山东省莱芜市苗山镇苗山中学　刘其波
　　不知同学们是否注意过这样的现象，当一辆汽车静止时按响喇叭，喇叭声是不变的，但当汽车响着喇叭从你身边经过时，喇叭的声音就会先是很尖，过后又突然变缓，“呜”的一声疾驰而过。

　　平常我们研究的声源，也就是发出声音的物体，一般是静止不动的。一旦声源开始移动，情况就有了变化。如果声源是朝向我们运动的，也就是和我们相向而行，这时我们接受到的声波的波速就不是原来的波速的了，而是原来的波速与声源相对我们的运动速度的和，波速变快了。如果声源是背向我们运动的，也就是和我们背向而行，这时我们接受到的声波的波速也不是原来的波速了，而是原来的波速与声源相对我们的运动速度的差，波速变慢了。

　　波速等于频率乘波长，同一种声音的波长是不会变化的，无论汽车静止还是运动，它的喇叭声的波长是不会变的，所以波速变化就导致声音频率的变化。由此我们就可以知道，高速行驶着的汽车所发出的喇叭声，它的频率是变化着的，朝我们迎面而来时，由于波速较大，所以频率也较高；离我们远去时，波速变小，所以频率就变低。

　　同学们通过学习声学知识已经知道，音调的高低是由声音的频率来决定的，频率高音调就高，反之音调就低。音调高就是我们常说的“声音很尖”，所以飞驰而过的汽车喇叭声“先尖后缓”，用物理的语言来说，就是喇叭声音的音调“先高后低”。
“声击杯碎”为哪般？
江苏阜宁陈良初中　周为荣
　　【新闻背景】据《北京科技报》报道，一位女高音歌唱家步履从容地走上舞台，头戴一顶角状头盔，身穿金色胸甲，拖着长长的金色发辫，吸气时胸脯鼓胀，轻启朱唇，吐出高音音符震撼人心，香槟酒杯碎了，眼镜镜片震裂了，树枝状的装饰灯炸裂了，她的声音“摧毁”了音乐大厅。漫画和喜剧中常常出现这样的场景，但是现实生活中居然也会上演如此精彩的好戏？歌唱演员真的可以击碎玻璃？

　　据《科学美国人》报道，歌唱家击碎玻璃并不是想象，而是现实中确有其事。“探索”频道《Myth  Busters》电视节目就探讨了这个问题，摇滚歌手兼歌唱教练杰米?温德拉就用自己的声音击碎了一些玻璃器皿，他尝试过12只酒杯，后来无意中幸运地击碎一只，第一次证明了个人声音就能击碎玻璃的说法是正确的，他击碎玻璃的那一幕被拍成了电视。温德拉的击碎玻璃的咏叹调被纪录为105dB，音量几乎和电钻钻起来差不多。像这样有如此肺活量发出如此声音的人并不多见。为了增大肺活量持续唱出100dB以上的音符，歌剧演员需要多年的训练。相比之下，一般来说演讲者的声音响度约为50dB。

　　声能是能量的一种表现形式，其实质是物体振动后，通过传播媒介并以波的形式发生转移和转化，当声波传播到周围界面时，会引起其他固体等的振动。用高压放电的电火花产生冲击波，再用椭球形凹面镜使声波经多次反射后集中到胆石上，就能使结石粉碎。将一支点燃的蜡烛放在喇叭的前方，当喇叭中发出较强的声音时，可以看到烛焰在摇晃。声波能使物体振动，能粉碎小石头……这些都表明声音具有能量，即声能。声能像其它能量一样，是人类可以利用的能量，在实际生活中有广泛的应用。

　　【迁移练习】（安徽中考题）如图所示，一次偶然的机会，靠近正在发声的喇叭旁边的玻璃杯破碎了，请你猜想玻璃杯的破碎跟哪些因素有关。

　　【参考答案】玻璃杯的破碎响度（声能）、跟音调（频率）及玻璃杯振动频率有关。
鱼类的听觉
　　将要上钩的鱼，会被岸上的说话声或脚步声吓跑，也能被它们喜欢的声音吸引。表明鱼类不但能够听到声音，而且它的听觉还相当灵敏。
　　鱼的听觉有两套机构。在鱼体表面有一系列小的器官能听出低频的声音（200赫以下）和感觉出水流，通常这些细的感觉细胞包在鱼皮下面的细管内，而这些细管又形成一条体侧的线──侧线。侧线能感觉出近距离的水的流动和振动，还能判断扰动的方向和距离。鱼具有比较完善的内耳，作为声的接收器，声音可由头骨经骨传导，或由鳔传到内耳。有一些鱼，体内有一些小骨，把鱼鳔和内耳中的液体连接起来。在鱼听声的过程中鱼鳔是特别重要的，因为在水中整个鱼对于声几乎是透明的，只有鳔是声的反射体。经过实验，一般的鱼类可以听到500～600赫以下的声音，超过这个频率范围，鱼类听声的能力就很差了。
鱼对声的反应渔民们早已在捕鱼活动中利用了。印度尼西亚的渔民会站在水中口学鱼叫来引诱鱼群。我国广东、福建沿海渔民用大声敲击船板轰赶鱼群，使其集中一处进行捕捞。敲击声对大黄鱼影响很大，有些大黄鱼受刺激后，甚至会将鱼鳔吐出口外而亡。
奇特的次声波
　　次声波又称亚声波，它是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波。次声波的频率范围大致为10－4～20赫。
　　次声波产生的声源是相当广泛的，现在人们已经知道的次声源有：火山爆发、坠入大气层中的流星、极光、地震、海啸、台风、雷暴、龙卷风、电离层扰动，等等。利用人工的方法也能产生次声波，例如核爆炸、火箭发射、化学爆炸，等等。
　　由于次声波的频率很低，因而它显示出了种种奇特的性质。其中，最显著的特点是传播的距离远，而且不容易被吸收。
　　我们知道，声音在大气层中的衰减，主要是由分子吸收、热传导和粘滞效应所引起的，相应的吸收系数与声波频率的二次方成正比。由于次声波的频率很低，所以在传播过程中大气对它的吸收系数很小。例如，空气对频率为0．1赫的次声波的吸收系数大约是对频率为1000赫的声波吸收系数的一亿分之一。由于次声波不容易被吸收，所以它的传播距离就很远。1883年8月27日印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发时，它所产生的次声波围绕地球转了三圈，传播了十几万千米。当时，人们利用简单的微气压计曾记录到它。次声波不但“跑”的远，而且它的速度大于风暴传播的速度，所以它就成了海洋风暴来临的前奏曲，人们可以利用次声波来预报风暴的来临。

教你分辨“音调”与“响度”
湖北枣阳兴隆二中　胡丽　谢江涛
　　我们都知道声音有三个特征：音调、响度、音色。其中音色指声音的品质，很容易分辨，但音调和响度在区分上就有些难度。像蚊子很小的“嗡嗡”的叫声却很刺耳，而黄牛很大“哞哞”的叫声却很低沉。这里就涉及了声音的音调和响度这两个特征。那么怎样去辨别音调和响度呢？

　　一、从概念上区分

　　音调是指声音的高低，有时也指声音的粗细、清脆或沉闷等。生活中一般用“高”、“低”来形容。响度是指声音的强弱，有时也指声音的轻重等，生活中一般用“大”、“小”来形容。

　　例：在我国的一些俗语和成语中，有很多都描写了声音的一些特征，比如我们经常说“震耳欲聋”是指声音的_______，而“曲高和寡”指声音的_______

　　我们查一查成语词典知道，“震耳欲聋”是形容声音很大，几乎要把耳朵给震聋了，所以这里就是指声音的响度。而“曲高和寡”是指调很高，没有几个人能跟着一声唱，所以这里就是指声音的音调。

　　二、从音调和响度的决定因素上区分

　　用硬纸片在梳齿上缓慢划过，我们听到的声音很沉闷；如果快速划过，我们听到的声音就感觉很清脆。缓慢和快速改变了物体振动的快慢，也就是物体振动的频率，所以声音的音调也听起来就有了高低之分。物体振动越快，频率越大，音调越高；物体振动越慢，频率越小，音调越低。

　　用力敲桌子，听到声音大一些。轻轻敲桌子，听到的声音则小一些。用力敲和轻轻敲是改变了桌子的振动幅度，也就是振幅，从而改变了声音的大小。物体振幅越大，响度越大；物体振幅越小，响度越小。

　　例：用力拔动琴弦和轻轻拔动琴弦是为了改变声音的__________。吹笛子时，我们通过堵住不同位置的孔来改变笛声的__________。

　　用力拔动琴弦，用力越大，振动幅度越大，发出声音的响度越大。笛子发声是靠空气柱的振动，用手指堵住不同的孔后就改变了空气柱的长短从而改变了空气振动的快慢，达到了改变音调的目的。

　　答案：响度、音调

　　声音在传播过程中，音调是固定不变的。但响度却发生变化。因为响度还与发声体的远近有关。离发声体越近，响度越大；离发声体越远，响度越小。教师在讲台上讲课，坐在教室的前排和后排的学生，听到老师的声音的响度就不一样。前排可能觉得老师声音很响亮，后面的学生则觉得可能稍小一些。我们向远处的人喊话，常把双手做成喇叭型，就是为了减小声音在传播过程中的分散，使响度增大。

　　三、特殊情况中的“高低”和“大小”

　　日常用语里的“高”、“低”大部是指音调，也有少部分指响度。比如著名歌手李娜唱的《青藏高原》最后的高潮部分，音调非常高，一般人是唱不上去的。“那么高的音我唱不上去”、“那么低的音我唱不出来”这里的“高”、“低”指的是音调。而“引吭高歌”、“低声细语”这里所说的“高”、“低”则是指大小，就是声音的响度了。

　　例：一名男低音歌手正在放声歌唱，一位女高音歌手为他轻声伴唱，下面对两人声音描述正确的是（　　）

　　A．“男声”音调低，响度小，“女声”音调高，响度大

　　B．“男声”音调低，响度大，“女声”音调低，响度小

　　C．“男声”音调低，响度小，“女声”音调低，响度大

　　D．“男声”音调低，响度大，“女声”音调高，响度小

　　本题中的“男低音”和“女高音”中的“低”和“高”专指音调的高低。由此可知“男声”音调低，“女声”音调高。男低音放声唱歌说明响度大，女高音只是为男低音伴唱，说明响度小。所以答案是D。

　　通过本题还说明音调高的不一定响度大，响度大的不一定音调高。

　　练习：

　　1．生活中常说“响鼓也得重槌敲”中的“响”是说声音的_________；在元旦文艺汇演上，小明弹奏电吉他时不断用手指去控制琴弦长度，这样做的目的是为了改变声音的________；

　　2．夜深了，请把你电视机的音量调小一些，这里是在调节声音的（　　）

　　A．音调     B．响度     C．音色     D．以上都不是

　　3．二胡是我国劳动人民发明的一种弦乐器。演奏前，演员经常要调节弦的松紧程度，其目的在调节弦发声时的（　　）

　　A．响度       B．音调      C．音色       D．振幅

答案：1.响度、音调　2．B　3．B
成语、俗语和诗词中的声学知识
山东省东营市中国石油大学附属中学　王培强
　　·震耳欲聋：指声音的响度大。

　　·引吭高歌：指声音的响度大。

　　·低声细语：指声音的响度小。

　　·悦耳动听：指声音的音调好。

　　·掩耳盗铃：在传播过程中减弱声音。

　　·余音未止：其中的原因是虽然停止敲击物体，但物体依然还在振动，还在产生声音。

　　·弦外之音：确实存超出人的听觉频率范围的声音，如超声、次声，我们根本听不到。

　　·隔墙有耳：说明固体可以传播声音。

　　·长啸一声，山鸣谷应。人在崇山峻岭中大喊一声，声音通过多次反射，可以形成回声，经久不息，似乎山在狂呼，谷在回音。

　　·余音绕梁，三日不绝。声音遇到物体会反射回来形成回声。

　　·闻其声知其人。不同发声体发出声音的音色不同，根据声音的音色就能分辨出熟悉的人。

　　·但闻其声，不见其人。声波在传播的过程中遇到障碍物，当波长大于障碍物的尺寸时，声波可以绕过障碍物，并且固体还可以传声，因此能听见声音；而光在空气中是沿直线传播的，视线极易被障碍物挡住，故看不见人。

　　·开水不响，响水不开。烧开水时，壶底的水吸热，汽化形成气泡。水没烧开时，这些气泡由底部上升，遇到上层温度较低的水，气泡内部的水蒸气又会液化成水，气泡体积逐渐缩小至消失。气泡的一涨一缩，激起水的振动，从而发出响声。水开时，壶底的水与上层的水的温度相等，气泡上升过程中不断有水蒸气产生，体积变大，到水面后破裂，振动较小，故“响水不开，开水不响”。

　　·姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。从中我们可以获知，钟声通过空气传到客船，根据声音的音色辨别出传来的是钟声。

　　·不敢高声语，恐惊天上人。这里的“高”指的是声音的音调高。不过天宫里人不会听到你说话的声音，因为真空不能传声。

　　·十年离乱后，长大一相逢，问姓惊初见，称名忆旧容。从“问姓”中想起初见的“旧容”，可见声音中有一种特征让诗人唤起了十年前的记忆，这种特征是音色。

　　·风声、雨声、读书声，声声入耳。表明声音可以在空气和水中传播。