人教版初中物理第一章我们已经学完了,从这篇文章开始,我们来说说第二章《声音现象》。这一章的内容很简单,可以说是初高中物理中最容易的一节。大部分知识都来自于生活现象和实验,所以主要靠死记硬背。
我们先来详细看一下第一节:声音的产生与传播。这一节主要讲解了四个知识点,我们来一一讲解一下。
声源:正在发生的物体称为声源。注意“存在”这个词。
声音是由物体振动产生的
现实生活中的例子包括:
移动拉伸的橡皮筋并观察其行为。
说话时,用手触摸脖子前面的喉咙区域。
这两个例子简单易做,同时也能让学生直观地感受到正在发生的事情:物体在振动。
在物理学中,我们可以通过敲击音叉并使其发出声音来观察音叉是否振动。
由于音叉的振动幅度较小贝语网校,当距离音叉较远时,肉眼很难观察到音叉的振动,因此我们在这次物理实验中采用了“换算法”。
变换法:把难以观察的微小变形(振动)放大,以方便我们的观察。
具体操作方法有两种,一是将被敲击的音叉放入水中,观察水是否溅起,以此判断音叉是否在振动。
第二种方法是将被敲击的音叉靠近乒乓球,通过观察乒乓球是否弹起来判断音叉是否振动。
这两个小实验也比较容易操作,可以由老师进行演示,也可以由学生分组完成。
大量的观察和分析表明,声音是由物体的振动产生的。
振动停止,声音也停止,但是已经发出的声音不会消失,而且会传播得很远。
物体如何发出声音
1. 弦乐器
古琴、古筝、琵琶、小提琴、二胡、吉他等弦乐器主要通过琴弦的振动才能发出美妙的声音。
2. 管乐器
笛、箫等管乐器是通过管内“气柱”的振动来发声的。
3. 人员
人们说话时,声音不是由喉头发出的,而是靠声带的振动发出的,声带位于颈部前方的喉头处。
大家要注意初中物理声音知识点,初中生一般都处于“变声期”,男生的变声期一般在14到16岁之间,到18岁就可以完成;女生的变声期大概在13到15岁之间,最晚的在16岁左右。变声期内一定要保护好自己的声带,避免损伤声带,否则以后说话的声音会特别难听。
4.蝉
相信大家对蝉都很熟悉,它的学名是“十七年蝉”,它们一般在土里呆上几年甚至十几年,最长的有十七年,因此得名。也就是说,我们夏天见到的蝉,都是几年甚至十七年的。那么它们靠什么振动来发出声音呢?
蝉的发声器官在腹部底部,像一个鼓,外面覆有鼓膜,震动发出声音。如果你有兴趣,夏天可以抓一只蝉来看看。另外,我要告诉你,只有雄蝉会鸣叫,雌蝉不会发出声音。
5. 蜜蜂、螽斯、蚊子
这种昆虫通过振动翅膀发出声音。
夏天的时候,我们听见蚊子的声音吗?其实是蚊子振翅的声音。蚊子的飞行速度大约是每小时1.5公里到2.5公里。蚊子飞行时,翅膀每秒振动约594次。非常震撼!
6.蝴蝶
相信很多同学在语文课上都听过蝴蝶扇动翅膀飞舞,但我们从来没描述过蝴蝶扇动翅膀发出的声音。蝴蝶扇动翅膀也会发出声音,但我们听不到。至于为什么,我们在这里留个悬念,留到下一篇文章再说。
这是对常见物体所发出的声音的简单介绍。
声音的传播
1. 声音以声波的形式传播到很远的地方
声波:振动使空气形成稀疏和密集的波,并传播到远处。这些就是声波。
可能大家对声波不是很熟悉,那是因为我们看不见、摸不着空气。我们可以用水波来比喻,相信大家都见过。如果你把一块小石头扔进水里,我们会发现水会以一圈一圈的方式向外扩散,这就是水波。
声波的传播过程和水波类似,当声源在发出声音的时候,周围的空气也会以圈状向外扩散,这就是声波。两者的区别在于,水波是水向外扩散,是我们看得见的,而声波是空气向外扩散,是我们看不见的。
声波
虽然我们肉眼看不到声波,但是我们可以通过一个物理仪器——示波器来观察。示波器在高中的时候就已经用过了,这里就不多说了,大家可以简单了解一下。
声音以声波的形式传播到远处。虽然我们看不到声波,但我们可以通过实验观察这一现象。如下图所示,准备两个不接触的音叉。左边的音叉在乒乓球旁边。当我们敲击右边的音叉时,我们可以看到乒乓球仍然被左边的音叉弹开。
这就说明右边音叉的振动,使空气形成时疏时密的声波,向左边传播,到达左边的音叉,引起左边的音叉也振动,进而使左边音叉旁边的乒乓球被弹开。
2.声音传播需要介质,声音无法在真空中传播。
介质:声音的传播需要物质,物理学上把这种物质称为介质。声音传播的介质包括固体、液体、气体等物质。
“隔墙有耳”这一说法说明固体可以传递声音;站在岸边的人说话,水里的鱼被吓跑了,声音也可以通过液体传递到水下物体的耳朵里。但由于空气看不见摸不着,所以我们说话时通常不会注意到是空气在传递声音。
为此,我们在物理学上设计了一个实验来验证空气可以传递声音。我们把一个响起的闹钟放在一个玻璃罩里,逐渐吸出里面的空气,观察是否还能听到响铃的声音。
值得注意的是,这次实验是物理学中第一个运用“理想实验方法”的实验。
什么是理想实验方法?理想实验方法是指对于某些物理结论,我们不能直接通过实验得到,因此在实验的基础上加上合理的外推,从而得到最终的结论,这种方法就叫做理想实验方法。
在这个实验中,我们无法将玻璃罩内的空气完全抽走,因此无法直接得出最终的结论。通过这个实验我们发现,随着抽走的空气越来越多,我们听到的钟声也越来越弱。最后可以合理地推断,如果我们将玻璃罩内的空气完全抽走,我们将完全听不到钟声。
最后我们得出实验结论:声音的传播需要介质,声音无法在真空中传播。
初中阶段,只有两个实验采用了“理想实验法”:
1. 声音不能在真空中传播
2.牛顿第一定律实验
现在随着科技的发展,我们人类已经登陆太空,登上了月球。这直接证明了声音在真空中是无法传播的。即使太空中的宇航员面对面交流,也听不到对方在说什么。这是因为太空是真空的,没有声音传播的介质。
声音的速度
声速就是声音传播的速度。我们学过速度的概念,速度是用来描述物体运动快慢的物理量。声速就是用来描述声音传播速度的。声速的大小与两个因素有关:介质的种类和介质的温度。
1. 介质类型对声速的影响
一般来说,声音在固体中传播速度最快,在液体中传播速度第二快,在气体中传播速度最慢。注意“一般来说”这个词组,因为有些特殊情况,声音在软木(固体)中的速度比在液体中慢。因此,在回答这个问题时,必须加上“一般来说”这个词组。
2、介质温度对声速的影响
在同一介质中,温度越高,声音传播的速度越快。
回声
1、回声:声音在传播过程中如果遇到障碍物就会发生反射,反射的声音就是回声。
2.听到回声的条件:
当障碍物距离人较远时,声音需要较长的时间(大于0.1s)才能回到耳朵里,人才能区分回声与原声,听到回声。
根据我们的计算,人们至少距离障碍物17米的时候才能听到回声。
当障碍物太近的时候,声波很快被反射回来,回声就和原声混合在一起了。这时候人是无法分辨出原声和回声的,但是因为原声和回声混合后声音被加强了,所以会感觉声音变大了。最直观的感受就是,如果有人在电梯里说话,那么电梯里的其他人就会感觉声音比平时大,因为电梯四面光滑,声音被反射回来和原声混合在一起了。
人们如何听到声音
人们听到声音的方式主要分为空气传导和骨传导。
空气传播的就是我们平时用耳朵听到的声音,那么耳朵是如何感知声音的呢?很多人可能在生物课上学过,我们来复习一下。
外界的声音使耳膜产生振动,这种振动产生的信号通过听小骨等组织传递到听觉神经,听觉神经再将信号传递到大脑,人就能听到声音。
如果该过程的任何部分受到阻碍(例如耳膜、听小骨或听觉神经受损),人就会失去听力。
那么什么是骨传导?
声音还可以通过头骨、颌骨传递到听觉神经,引起听觉,科学上把这种声音传递的方式叫做骨传导。
我们其实可以自己去体验一下骨传导。拿两个棉球塞住耳朵,用橡皮锤敲击音叉,会发现几乎听不到音叉的声音。再把音叉振动的尾部贴在额头、耳后的骨头或者牙齿上,我们又能清晰地听到音叉的声音了。
日常生活中,我们梳头、刷牙、吃饼干时发出的各种声音,都会通过骨传导进入大脑,从而产生听觉。
相信大家肯定都有过这样的经历:录下自己的声音,然后听一听,却发现自己的声音很陌生,好像不是自己在说话。这是为什么呢?
因为我们说话的时候,是通过骨传导听到声音的,而别人听我们说话的时候,是通过空气传导听到声音的,我们录下自己的声音自己听的时候,也是通过空气传导听到声音的。
所以你听自己的录音和别人听你的声音是一样的,之所以感觉不一样,是因为之前你听自己的声音是通过骨传导,而听录音是通过空气传导,所以感觉当然不一样。
你现在明白了么?
本文就以初中物理讲解声音初中物理声音知识点,其实声音涉及的知识也很高级,物理学里有个专业叫声学,有兴趣的话我们可以从原理的角度讲讲声音。