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第二章 聲音與環境
第2節 音調
我們周圍的聲音千差萬別，有的高昂，有的低沉；有的強，有的弱。聲音為什么會有這些差別？我們應該怎樣科學地區分他們呢？
聽聲音 感受聲音的不同
聲音的世界豐富多彩，各不相同。聲音有哪些特性呢？
思考
新知導入
新知探究
知識點一：聲音的高低——音調
思考：為什么我們聽不到蝴蝶翅膀振動發出的聲音，卻能聽到討厭的蚊子聲？
1.音調：聲音的高低。
我們接觸到的各種聲音，有的聽起來音調（pitch）高，有的聽起來音調低。聲音為什么會有音調高低的不同？什么因素決定音調的高低？
實驗探究：聲音的音調與什么因素有關？
（1）將一把鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺，聽它振動發出的聲音，同時注意鋼尺振動的快慢。
（2）改變鋼尺伸出桌邊的長度，再次撥動。注意使鋼尺兩次的振動大致相同，注意觀察。
注意：在實驗時要注意使鋼尺兩次的振動幅度大致相同（用力大小相同）
數據記錄
鋼尺伸出長度 振動快慢 聲音高低
伸出1/5 最快 最高
伸出1/3 較快 較高
伸出1/2 慢 最低
實驗結論：
鋼尺伸出越長，振動越____，聽到的聲音音調越____；
鋼尺伸出越短，振動越____，聽到的聲音音調越____。
慢
低
快
高
2.頻率：物體每秒內振動的次數。
單位：赫茲，簡稱赫，符號Hz
頻率越高，音調越_____；
頻率越低，音調越_____。
高
低
蚊子翅膀振動的頻率大約是500Hz，你能說出它的物理意義嗎？
蚊子翅膀每秒振動500次
原因：
振動物體：
敲擊裝水量不同的瓶子
水越多，音調越低，水越少，音調越高
水越多，質量越大，振動越慢，頻率低，音調低
現象：
瓶子和水
吹裝水量不同的瓶子或者吹不同長度的吸管
原因：
振動物體：
空氣柱越長，音調越低，空氣柱越短，音調越高
空氣柱越長，振動頻率越慢，音調越低
現象：
空氣柱
小結
聲音的高低跟聲源振動的頻率有關：聲源振動的頻率越大，音調越高；聲源振動的頻率越小，音調越低。
知識點二：用波形比較頻率
觀察甲、乙音叉發聲時在示波器上顯示的波形圖，哪個音叉的音調高？
由圖可知，相同時間內甲振動了3次，乙振動了9次，所以乙振動的頻率大，音調高。
高音調的波形比較密集一些，聲音的頻率較高；
低音調的波形比較稀疏一些，聲音的頻率較低。
使用一種樂器為什么能演奏出不同音調的樂曲呢？
弦樂器能夠演奏出各種優美的音樂，那么是怎樣調節弦樂器的音調？
①可能與弦的粗細有關？
②可能與弦的長短有關？
③可能與弦的張緊程度有關？
提出問題
猜 想
①保證長短、張緊程度相同，改變粗細；
②保證粗細、張緊程度相同，改變長短；
③保證粗細、長短相同，改變張緊程度。
設計實驗
實驗探究：探究影響弦樂器音調的因素
1.準備兩根粗細不同的琴弦（或尼龍絲、細鋼絲）。如圖所示，將弦的一端繞結在桌子的腿上，另一端繞過桌邊的小滑輪，掛上幾個鉤碼，使琴弦在桌面上拉緊。再用A、B兩個三角形柱狀小木塊將弦支起，用三角尺彈撥弦的中部，就可看見弦的振動，并聽見它發出的聲音。
2.分別改變弦的長度、粗細、張緊程度等不同情況下，弦發出聲音的音調有什么變化？
研究弦的振動發聲
進行實驗
實驗序號 粗細 ㎜2 長短 （m） 松緊 音調
1 0.5 0.6 緊
0.8 0.6 緊
2 0.8 0.6 松
0.8 0.4 松
3 0.5 0.4 松
0.5 0.4 緊
高
高
高
低
低
低
① 長短、松緊相同時，弦線越細，音調越高；
② 粗細、松緊相同時，弦線越短，音調越高；
③ 粗細、長短相同時，弦線越緊，音調越高。
① 長短、松緊相同時，弦線越細，音調越高；
② 粗細、松緊相同時，弦線越短，音調越高；
③ 粗細、長短相同時，弦線越緊，音調越高。
附：管樂器的音調與管內空氣柱的長短有關，一般情況下，空氣柱越短音調越高。
得出結論
水瓶琴
振動發聲 發聲特點
敲 瓶子和水柱 水越多，音調越低；水越少，音調越高
吹 瓶中的空氣柱 水越多，音調越高；水越少，音調越低
人和動物的發聲頻率范圍各不相同，他們能接收到的聲音的頻率范圍也不相同。
動物 頻率f/Hz
人 85~1100
貓 760~1500
狗 452~1800
蝙蝠 10000~120000
動物 頻率f/Hz
海豚 7000~120000
青蛙 50~5000
知更鳥 2000~13000
蚱蜢 7000~100000
人和一些動物發出聲音的頻率范圍
信息瀏覽
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動物 頻率f/Hz
海豚 150~150000
青蛙 50~8000
知更鳥 250~21000
蛾 3000~150000
動物 頻率f/Hz
人 20~20000
貓 60~65000
狗 15~50000
蝙蝠 1000~120000
人和一些動物“聽到”聲音的頻率范圍
交流討論：
1、人能聽到的聲音頻率范圍
2、人能聽到狗發出的所有聲音嗎？
3、飛蛾能聽到人發出的聲音嗎？
4、人能聽到海豚聲音的頻率范圍？
20 ~ 20 000Hz
能
不能
7 000 ~ 20 000Hz
2.如圖所示，用紙片分別接觸轉速相同、齒數不同的旋轉齒輪時，紙片由于_____而發出聲音；用紙片接觸_____（選填“甲”、“乙”或“丙”）的齒輪時，紙片發出聲音的音調最高。
學以致用
1.古詩詞是我國的文化瑰寶，很多詩句里蘊含著物理知識。例如“夜半鐘聲到客船”中的“鐘聲”是鐘_____產生的。“轉軸撥弦三兩聲，未成曲調先有情”，彈琴之前“轉軸”是為了改變弦的松緊程度，從而改變琴弦發出聲音的_____（選填“音調”、“響度”或“音色”）。
振動
丙
振動
音調
3.彈奏小提琴時，要使小提琴發出的聲音聽起來音調高些，應采取的措施是（　?。?br/>A.調松琴弦 B.調緊琴弦
C.增加部分弦線的長度 D.換用粗弦
B
4.如圖所示，在A，B，C，D 4個相同的玻璃瓶中，裝入不同高度的水，則 （ ）
A.敲打D瓶發出的聲音傳播得最快
B.用嘴依次吹瓶口，A的音調最高
C.用筷子依次敲打瓶口，B的音調最高
D.不管瓶周圍有沒有空氣，瓶發出的聲音都能直接傳入人耳
B

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