2.4 讓讓聲音為人類服務(wù)聲音為人類服務(wù)新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入一、聲音與音樂(lè)歌詠比賽 音樂(lè)，是流動(dòng)的藝術(shù)，是人類心靈的語(yǔ)言。音樂(lè)家利用不同的音調(diào)、響度、配上伴樂(lè)、和聲等，組成不同的旋律音樂(lè)合成器 現(xiàn)在，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行音樂(lè)的數(shù)字合成，已經(jīng)能夠逼真地模仿出各種聲音，更好地滿足了人們的文化藝術(shù)享受。新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入二、聲音與建筑回音壁新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入二、聲音與建筑三音石 如果你站在這塊臺(tái)階上拍一下手，你就能聽(tīng)到三次，或者更多次連續(xù)拍手的聲音。 天壇的四周圍墻很高，而且堅(jiān)硬光滑，能夠很好地反射聲音；墻又是圓形的，三音石正好放在圓的中心處。當(dāng)你拍了一下手后，聲音從空氣中向四周傳播，遇到圍墻后，反射回來(lái)，這些經(jīng)反射回來(lái)的聲音又都經(jīng)過(guò)位于圓心的三音石。所以，我們站在三音石上拍手，就會(huì)聽(tīng)到清晰的回音，而且回音特別響。 反射回來(lái)的聲音還有一個(gè)特點(diǎn)，它經(jīng)過(guò)圓心后繼續(xù)向前走，一直傳到對(duì)面圍墻上，經(jīng)過(guò)第二次反射又回到三音石。這樣，我們就聽(tīng)到了第二次、第三次，甚至更多次的聲音了，這里除你拍手的那次聲音是原始聲音，其余的都是回音。新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入二、聲音與建筑圜丘 站在圜丘臺(tái)中間的圓心石上輕輕喚一聲，就立即從四面八方傳來(lái)回聲，好似眾人齊鳴，一呼百應(yīng)。封建帝王附會(huì)說(shuō)這是皇天上帝在向凡人發(fā)出“圣諭”。其實(shí)，這種現(xiàn)象是聲音的反射現(xiàn)象。從天心石發(fā)出的聲音傳到四周的石欄以后，就同時(shí)從四周迅速反射回來(lái)，聲波振動(dòng)較大；又由于圜丘壇的半徑較短，所以回聲很快。據(jù)測(cè)試，從發(fā)音到聲波返回到圓心的時(shí)間，總共只有0.07秒，所以站在圓心石上的人聽(tīng)起來(lái)，聲音格外響亮。因此，圜丘壇上的圓心石又稱為“億兆景從石”。新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入二、聲音與建筑 音樂(lè)廳采用不同的吸聲材料，設(shè)置不同方向的反射板，使人們聽(tīng)到的聲音更為清晰、豐滿。蜂窩狀吸聲材料小資料小資料雙耳效應(yīng) 由于同一個(gè)聲音傳到雙耳的時(shí)間、強(qiáng)弱和其他特征會(huì)有微小的差別，因此人們就可以判斷聲源的方位，這就是“雙耳效應(yīng)”，如圖a所示。 播放立體聲音樂(lè)時(shí)，通過(guò)放在不同位置的幾個(gè)音箱，能使人感覺(jué)到“立體聲”效果，如圖b所示。ab新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音 自然界的聲現(xiàn)象實(shí)在是太多了。除了人類，動(dòng)物中也有不少是利用聲的高手。你能舉出一些例子嗎？大象利用次聲波交流蝙蝠利用超聲波捕食新課教學(xué)新課教學(xué)三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音 （1）超聲波作為信息的載體 定義：振動(dòng)頻率高于20000Hz的聲音，叫超聲波。 蝙蝠在飛行時(shí)會(huì)發(fā)出超聲波，這些超聲波碰到墻壁或昆蟲(chóng)時(shí)會(huì)反彈回來(lái)，根據(jù)回聲到來(lái)的方位和時(shí)間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置。蝙蝠靠超聲波發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)新課教學(xué)新課教學(xué) 回聲定位：采用“回聲定位”原理制成的超聲導(dǎo)盲儀可以探測(cè)障礙物，幫助盲人出行；倒車?yán)走_(dá)更是在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。倒車?yán)走_(dá) 超聲導(dǎo)盲儀 三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音新課教學(xué)新課教學(xué)蝙蝠利用超聲波來(lái)回聲定位聲聲吶吶利用仿生學(xué)探測(cè)海深、海底暗礁等探測(cè)魚(yú)群、潛艇位置等繪水下數(shù)千米地形圖三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音新課教學(xué)新課教學(xué) 醫(yī)生用B型超聲波診斷儀向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，反射波攜帶的信息經(jīng)過(guò)處理后顯示在屏幕上。這就是常說(shuō)的“B超”。 “B超”原理超聲波診斷儀 胎兒的B超圖像 三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音新課教學(xué)新課教學(xué) 超聲波探傷儀是利用超聲波能透入金屬材料的深處，并由一界面進(jìn)入另一界面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷的一種方法。 拓展：超聲波探傷儀超聲波探傷儀 新課教學(xué)新課教學(xué) （2）利用超聲波的能量形式 聲波傳遞能量在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用超聲波清洗眼鏡超聲波碎石機(jī)三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音新課教學(xué)新課教學(xué) 定義：振動(dòng)頻率低于20Hz的聲音，叫做次聲。三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音 （3）次聲 應(yīng)用：利用次聲定位系統(tǒng)可以確定火箭發(fā)射和著陸地點(diǎn)的位置，利用次聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以判斷出核爆的時(shí)間、地點(diǎn)、強(qiáng)度乃至爆炸方式。有一種叫“水母耳”的次聲預(yù)報(bào)儀，可以用于干預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)、火山和地震活動(dòng)。次聲武器新課教學(xué)新課教學(xué)三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音 （4）次聲的危害：次聲波會(huì)干擾人的神經(jīng)系統(tǒng)正常功能，危害人體健康。一定強(qiáng)度的次聲波，能使人頭暈、惡心、嘔吐、喪失平衡感甚至精神沮喪。小資料小資料 890年，一艘名叫“馬爾波羅號(hào)”帆船在從新西蘭駛往英國(guó)的途中，突然神秘地失蹤了。20年后，人們?cè)诨鸬貚u海岸邊發(fā)現(xiàn)了它。奇怪的是，船上的東西都原封未動(dòng)，完好如初。船長(zhǎng)航海日記的字跡仍然依稀可辨；就連那些死已多年的船員，也都“各在其位“，保持著當(dāng)年在崗時(shí)的“姿勢(shì)”； 1948年初，一艘荷蘭貨船在通過(guò)馬六甲海峽時(shí)，一場(chǎng)風(fēng)暴過(guò)后，全船海員莫名其妙地死光；在匈牙利鮑拉得利山洞入口， 3名旅游者齊刷刷地突然倒地，停止了呼吸. 上述慘案，引起了科學(xué)家們的普遍關(guān)注，其中不少人還對(duì)船員的遇難原因進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究就以本文開(kāi)頭的那樁慘案來(lái)說(shuō)，船員們是怎么死的？是死于天火或是雷擊的嗎？不是，因?yàn)榇蠜](méi)有絲毫燃燒的痕跡；是死于海盜的刀下的嗎？不！遇難者遺骸上沒(méi)有看到死前打斗的跡象；是死于饑餓干渴的嗎？也不是！船上當(dāng)時(shí)貯存著足夠的食物和淡水至于前面提到的第二樁和第三樁慘案，是自殺還是他殺？死因何在？?jī)词质钦l(shuí)？檢驗(yàn)的結(jié)果是：在所有遇難者身上，都沒(méi)有找到任何傷痕，也不存在中毒跡象。顯然，謀殺或者自殺之說(shuō)已不成立。那么，是以疾病一類心腦血管疾病的突然發(fā)作致死的嗎？法醫(yī)的解剖報(bào)告表明，死者生前個(gè)個(gè)都很健壯！經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)查，終于弄清了制造上述慘案的“兇手”，是一種為人們所不很了解的次聲聲波。小資料小資料 50年前，美國(guó)一個(gè)物理學(xué)家羅伯特伍德專門為英國(guó)倫敦一家新劇院做音響效果檢查，當(dāng)劇場(chǎng)開(kāi)演后，羅伯特伍德悄悄打開(kāi)了儀器，儀器無(wú)聲無(wú)息地在工作著。不一會(huì)兒，劇場(chǎng)內(nèi)一部分觀眾便出現(xiàn)了惶惶不安的神情，并逐漸蔓延至整個(gè)劇場(chǎng)，當(dāng)他關(guān)閉儀器后，觀眾的神情才恢復(fù)正常。這就是著名的次聲波反應(yīng)試驗(yàn)。 原來(lái)，人體內(nèi)臟固有的振動(dòng)頻率和次聲頻率相近似（0.01-20赫），倘若外來(lái)的次聲頻率與體內(nèi)臟的振動(dòng)頻率相似或相同，就會(huì)引起人體內(nèi)臟的“共振”，從而使人產(chǎn)生上面提到的頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀。特別是當(dāng)人的腹腔、胸腔等固有的振動(dòng)頻率與外來(lái)次聲頻率一致時(shí)，更易引起人體內(nèi)臟的共振，使人體內(nèi)臟受損而喪命。前面開(kāi)頭提到的發(fā)生在馬六甲海峽的那樁慘案，就是因?yàn)檫@艘貨船在駛近該海峽時(shí)，恰遇上海上起了風(fēng)暴，風(fēng)暴與海浪摩擦，產(chǎn)生了次聲波。次聲波使人的心臟及其它內(nèi)臟劇烈抖動(dòng)、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。 因此，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)次聲波的振蕩頻率與人們的大腦節(jié)律相近，且引起共振時(shí)，能強(qiáng)烈刺激人的大腦，輕者恐懼，狂癲不安。重者突然暈厥或完全喪失自控能力，乃至死亡。當(dāng)次聲波振蕩頻率與人體內(nèi)臟器官的振蕩節(jié)律相當(dāng)，而當(dāng)人處在強(qiáng)度較高的次聲波環(huán)境中，五臟六腑就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的共振。剎那間，大小血管就會(huì)一齊破裂，導(dǎo)致死亡。 正因?yàn)榇温暡▽?duì)人體能造成危害，世界上有許多國(guó)家已明確將其列為公害之一，并規(guī)定了最大允許次聲波的標(biāo)準(zhǔn)。并從聲源、接受噪聲、傳播途徑入手，實(shí)施了可行的防治方法。新課教學(xué)新課教學(xué) 從環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)說(shuō)，一切干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，即對(duì)身心健康，特別是對(duì)聽(tīng)覺(jué)有損害的聲音都是噪聲。 從物理學(xué)角度：樂(lè)音的波形規(guī)則，其聲音使人覺(jué)得好聽(tīng)；噪聲的波形雜亂，其聲音會(huì)使人厭煩。三、控制和減少惱人的噪聲三、控制和減少惱人的噪聲 （1）噪聲樂(lè)音的波形噪聲的波形新課教學(xué)新課教學(xué) 噪聲污染已成為當(dāng)代世界的四大污染之一，若長(zhǎng)期在80100dB的噪聲環(huán)境中工作和學(xué)習(xí)，聽(tīng)覺(jué)會(huì)遲鈍，甚至耳朵變聾。噪聲還能誘發(fā)多種疾病，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。 在主要道路上設(shè)置噪聲監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)噪聲。四、控制和減少惱人的噪聲四、控制和減少惱人的噪聲 （2）噪聲的危害新課教學(xué)新課教學(xué)四、控制和減少惱人的噪聲四、控制和減少惱人的噪聲 （3）噪聲的控制：消聲、吸聲和隔聲吸聲吸聲-錄音室墻面上裝有吸聲材料錄音室墻面上裝有吸聲材料消聲消聲-給汽車的排氣管加消音器給汽車的排氣管加消音器隔聲隔聲高架道路兩旁裝有隔音板高架道路兩旁裝有隔音板典型典型例題例題例：在醫(yī)院、學(xué)校和科學(xué)研究部門附近，有如圖所示禁鳴喇叭的標(biāo)志。在下列方法中，與這種控制噪聲的方法相同的是（） A在摩托車上安裝消聲器 B在道路旁設(shè)置隔聲板C工人戴上防噪聲耳罩 D上課時(shí)關(guān)閉教室的門窗 A典型典型例題例題例：下列現(xiàn)象或做法中不能說(shuō)明聲可以傳遞能量的是( ) A. 蝙蝠靠超聲波捕食 B. 利用超聲波消除腎結(jié)石患者的結(jié)石 C. 用聲波清洗精細(xì)的機(jī)械 D. 人突然暴露在150dB的噪聲環(huán)境中，鼓膜破裂出血 A課堂小結(jié)課堂小結(jié)一、聲音與音樂(lè)二、聲音與建筑三、聽(tīng)不見(jiàn)的聲音四、控制和減少惱人的噪聲