資源簡介

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授課人：XXX
1.4 人耳聽不到的聲音
新課導入
1、我們為什么可以聽到蜜蜂或者蚊子的聲音？
2、蝴蝶的翅膀也在振動，為什么聽不到蝴蝶的聲音呢？
聲波的分類
01
聲波的分類
人耳能聽到一定頻率范圍內的聲音。人耳能聽到的聲音叫作可聽聲波，它的頻率范圍通常為20～20000 Hz。頻率高于20000 Hz的聲音叫作超聲波(ultrasonic wave),頻率低于20 Hz的聲音叫作次聲波(infrasonic wave)。
超聲波和次聲波雖然人耳聽不到，但它們同樣會對人類的生活產生重要影響。
讀一讀：人和一些動物的聽覺頻率
不同的人聽覺的頻率范圍不完全相同。例如，有些年輕人就能聽到頻率低于 20 Hz 的聲音。
一般情況下，人的年齡越大，能聽到的聲音的頻率范圍越小。
不同動物聽覺的頻率范圍差別較大，如蝙蝠、海豚等能聽到超聲波，而狗、大象等則能聽到次聲波。
人耳聽不到的聲音視頻賞析
超聲波
02
超聲波的特點及應用
一、超聲波方向性好，傳播距離遠
蝙蝠多在夜幕降臨后活動，在黑暗中捕食飛蟲。有人曾將蝙蝠的眼睛蒙住，發現它仍可以在布滿縱橫交錯細線的空間里穿梭自如。
蝙蝠為什么會有如此高超的本領？
原來，它不是靠眼睛看清目標，而是靠發射超聲波和接收反射回來的超聲波進行目標定位的。
超聲波的應用
一、超聲波方向性好，傳播距離遠
在人們發現蝙蝠的回聲定位原理之前科學技術人員利用超聲波方向性好、在水中傳播距離遠等特性，發明了超聲波定位與測距系統、即聲吶。
它用于水下目標的探測、定位、跟蹤、識別，以及水下導航、通信等、在海洋科學探測、海洋資源開發和海洋軍事等方面也發揮了重要作用。
艦船上的聲吶向水中發射超聲波，超聲波遇到魚群、潛艇、海底山巒和礁石時反射回來，經聲吶系統處理，從而確定它們的位置、距離等信息。
超聲波的應用
二、超聲波穿透能力強，可以傳遞信息
在醫療領域，人們利用超聲波成像技術發明了超聲診斷儀。這種診斷儀通過探頭發射的超聲波進入人體，并從體內組織結構產生的回聲中提取信息組成圖像。例如，利用 B 型超聲診斷儀（簡稱 B 超）可以觀察母體內的胎兒。
超聲波的應用
二、超聲波穿透能力強，可以傳遞信息
在工業領域，超聲波探傷儀能利用超聲波在物體中的傳播、反射和衰減等物理特性，快速、精確地進行工件內部缺陷的檢測、定位、評估和診斷。例如，可以用它探測鐵軌內部是否存在裂紋、氣孔和雜質等。
超聲波的應用
三、超聲波能量集中，可以傳遞能量
人們還利用超聲波的特性發明了超聲波清洗機、超聲波焊接機、超聲波霧化器等。
有一種超聲波馬達，它能把超聲振動的形式轉換為移動的形式，比傳統電動機體積更小，并具有低速、高精度等優點 , 不少數碼照相機的光學鏡頭都采用了這項技術。
此外，超聲波由于能量集中廣泛應用于醫療方面，比如超聲波的能量將身體內的結石粉碎等。
超聲波的應用
超聲波的特點及應用總結：
1、人們把高于20000HZ的聲叫超聲波。
2、超聲波的特點：①方向性好；②穿透性強；③能量集中。
3、超聲波的應用：
①方向性好，傳播距離遠：聲吶、雷達等
②穿透能力強，傳遞信息：B超、超聲波探傷儀等
③超聲波能量集中，傳遞能量：超聲波粉碎，洗眼鏡、洗牙、超聲波體外碎石
次聲波
03
無人船之謎
迄今為止，人們在茫茫大海上已發現了數十艘無人船，孤獨，奇異而神秘，像訴說一樁樁故事，卻又無從說起。1855年2月28日，英國三桅帆船馬拉頓號在北大西洋遇到一艘美國船徒瑞姆斯·切斯捷爾號。該船風帆垂落，空無一人，而船只完好，貨物依然如故，食物淡水充足，也無任何搏斗和暴力的跡象，只是不見一人，也找不到航海日記和羅盤。
1880年，人們在美國羅德艾蘭州紐波特市伊斯頓斯·比奇鎮附近的海面上也發現一艘名叫西拜爾德的無人船，船長室的早餐尚在，而全體船員卻不知去向了。更為神秘的要算1881年底，美國快速機帆炮艦愛倫·奧斯汀號所經歷的一件事了。這年12月12日，快速機帆炮艦巡游時，在北大西洋中發現一艘無人帆船。該船內除無人外，一切正常，水果、瓶裝酒、淡水、食物完好無缺。艦長格里福芬命幾個水兵留在帆船上，由他的軍艦拖著這條船航行。離海岸還有三天路程時，海上狂風大作，拖船用的纜繩斷裂，黑夜茫茫，兩船失去了聯系，呼叫無音。第二天，當愛倫·奧斯汀號發現該帆船時，但艦長派出的水兵都不見了！此時離紐約只有300公里，眼看就要到家了。格里福芬艦長又用重金買動了幾個人到那艘帆船上去、這一天能見度很好，微風習習。黎明前，愛倫·奧斯汀號舵手發現船偏離了航線，當他回頭再看拖著的帆船時，不禁大吃一驚：帆船不見了！就這樣，這艘帆船的失蹤成了航海史上又一個神秘的謎。
對于無人船案件，科學家給人們提供了一個謎底：海洋之聲。確切地說，此類事件的出現，大都可能是受到海洋次聲波的作用而造成的。
次聲波
次聲波廣泛存在于我們的周圍。許多自然現象都會產生次聲波，如狂風暴雨、電閃雷鳴、火山爆發、地震、海嘯等。人為產生次聲波的現象也很多，如核爆炸、火箭發射、飛機飛行和列車行駛等都會產生次聲波。
次聲波在傳播過程中能量衰減較慢，且不易被障礙物遮擋，因而傳播得很遠。強烈地震、火山爆發產生的次聲波，能繞地球2-3圈。
次聲波的危害
較強的次聲波會對人體產生嚴重損害，使人惡心、神弱甚至內臟破裂。強度更大的次聲波還會對機器設備、建筑物等造成破壞。
人體內臟固有的振動頻率和次聲頻率相近，所以，次聲波會與人體內臟發生共振，使器官發生位移和形變而造成頭暈目眩、惡心嘔吐、眼球震顫，嚴重的可發生神志失常、癲狂不止、腹部疼痛、內臟破裂等。
例如， 乘坐火車、汽車、輪船和飛機時感覺疲倦，有些人縣至暈車、暈船、暈機，大風時住在十幾層以上樓房中的人有惡心的感覺，等等，這都是車船行駛和大風高樓擺動產生了次聲波的緣故.
次聲波的應用
1、次聲波武器
次聲波武器與傳統的常規武器相比，有著其獨特的優點。
次聲波的傳播距離很遠。比如，炮彈爆炸時產生的聲波在幾千米以外就聽不見了，但它所產生的次聲波，卻可傳到80公里以外，軍事上還可以用次聲波的遠距離傳播來探測并識別火箭的發射等。
此外，次聲波武器的穿透能力很強。一般的建筑或隔音墻是難以擋住次聲波的傳播的，甚至它可以穿透十幾厘米厚的鋼筋混凝土。所以即使人躲藏在掩蔽所里，或坐在坦克、裝甲車及飛機內，或在深海的潛艇中，也都難以逃避次聲波武器的攻擊。另外，只要防護設施上存在孔洞或縫隙，次聲波也會無孔不入地鉆進去。
次聲波的應用
2、自然災害預報
由于自然災害一般都伴隨著次聲波，于是科學家們利用次聲波進行自然災害的預報
例如臺風和海浪摩擦產生的次聲波，由于它的傳播速度遠快于臺風移動速度，人們利用一種叫“水母耳”的儀器，監測風暴發出的次聲波，即可在風暴到來之前發出警報。利用類似方法，也可預報火山爆發、雷暴等自然災害。
次聲波的應用
次聲波的特點及應用總結：
1、人們把低于20HZ的聲叫次聲波。
2、次聲波的特點：①傳播遠；②容易繞開障礙物；③無孔不入。
3、次聲波的應用：
①預報臺風地震等
②次聲波武器等
4、次聲波的危害：人體內臟固有的振動頻率和次聲頻率相近，所以，次聲波會與人體內臟發生共振，使器官發生位移和形變而造成頭暈目眩、惡心嘔吐、眼球震顫，嚴重的可發生神志失常、癲狂不止、腹部疼痛、內臟破裂等。
課堂練習
04
課堂練習
1 ．下面關于聲現象的配對中，錯誤的是（　?。?br/>A．“聞其聲，知其人” ——發聲體不同，音色不同
B．“長嘯一聲，山鳴谷應” ——次聲波傳播很遠
C．耳貼地面聽遠處的馬蹄聲——固體也能傳聲
D．用超聲波清洗眼鏡——聲波可以傳遞能量
B
課堂練習
2．下列事例中，屬于利用聲傳遞能量的是（　?。?br/>A．蝙蝠利用超聲波捕食
B．醫生用B超給病人診病
C．鈴聲響起，告訴我們課間時間到了
D．醫生用超聲波去除病人體內的結石
D
課堂練習
3．“B超”機是利用超聲波來診斷病情的，但是人們聽不到它發出的聲音，這是因為（　　）
A．聲音太大
B．聲音的頻率超過人類聽覺的上限
C．聲音太小
D．聲音的頻率低于人類聽覺的下限
B
課堂練習
4．如圖所示是汽車利用超聲波輔助倒車的情境，當汽車與障礙物相距較近時，汽車就會發出“嘀嘀嘀”的警報聲。下列說法正確的是（　?。?br/>A．超聲波的傳播需要介質
B．“嘀嘀嘀”的警報聲，就是超聲波
C．在空氣中超聲波比聲音傳播速度快
D．警報聲對正在倒車的駕駛員來說是噪聲
A
課堂總結
05

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