八年級物理全冊 第三章 第三節(jié) 超聲與次聲課件4 （新版）滬科版.ppt

第三節(jié)超聲與次聲 測一測你聽覺的頻率范圍 復習 前面我們學習了聲音的三個特征 它們分別與哪些因素有關呢 聲音的響度與聲源振動的幅度有關 還與距離聲源的遠近有關 音調的高低與聲源振動的頻率有關 音色與發(fā)聲體的材料和結構有關 是不是所有的聲音人耳都能聽見呢 比較測量到的同學們的聽覺范圍 人一般只能聽到多少赫茲的聲音呢 程序1 程序2 一 次聲波和超聲波 1 可聞聲波 人耳能聽到的聲波 其頻率范圍大致在20hz 20000hz之間 2 超聲波 頻率高于20000hz的聲波 不能引起人類聽覺器官的感覺 3 次聲波 又稱亞聲波 頻率低于20hz的聲波 不能引起人類聽覺器官的感覺 大多數人能聽到的聲音的頻率范圍大約是20 20000次 秒 蒼蠅飛行時的每秒振翅次數在聽覺范圍內 而蝴蝶的每秒振翅次數小于最低限20次 秒 所以能發(fā)覺蒼蠅的飛行而不能發(fā)覺蝴蝶的飛行 蒼蠅飛行的每秒振翅147 200次 蝴蝶飛行時每秒振翅5 6次 為什么你憑聽覺能發(fā)覺飛行中的蒼蠅 卻不能憑聽覺發(fā)覺飛行中的蝴蝶 一些動物的聽覺大大優(yōu)于人類的聽覺 如貓 狗和狐貍卻能聽到音頻每秒鐘高于60000次的聲音 至于老鼠 蝙蝠 鯨魚和海豚 可以發(fā)射和接收音頻每秒鐘超過100000次的超聲波 你知道蝙蝠是怎樣判斷目標的位置的嗎 蝙蝠是通過發(fā)出超聲波 然后接收回聲來導航的 除了超聲波 動物們還能聽到音頻每秒鐘只有10次或不到10次的次聲波 次聲波不僅我們的耳朵聽不出來 就是地震儀器也極少可能把它測定出來 因此 它們能遙感得出數百公里之外雷電和洋底海嘯時發(fā)出的次聲波 在我國北方干燥的冬季 如果把超聲波通入水罐中 劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴 再用小風扇把霧滴吹入室內 就可以增加室內空氣的濕度 這就是超聲波加濕器的原理 二 超聲波 1 應用于生活 超聲波加濕器 1 特點 由于它的頻率高 因此具有以下特點 a 方向性好 幾乎沿直線傳播 b 穿透能力強 c 在媒質中傳播時能產生巨大的作用力 可以用來為硬質材料做切割 鑿孔等 應用 金屬零件 玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事 如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波 清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢 能夠很快清洗干凈 用超聲波消毒滅菌也是有效的 例如用超聲波來給牛奶消毒 效果良好 而且能避免煮沸法對營養(yǎng)成分的破壞 超聲波消毒爐 對于咽喉炎 氣管炎等疾病 藥力很難達到患病的部位 利用加濕器的原理 把藥液霧化 讓病人吸入 能夠增進療效 2 應用于醫(yī)學 超聲波霧化器 利用超聲波的巨大能量還可以把人體內的結石擊碎 超聲波體外碎石機 人體各個內臟的表面對超聲波的反射能力是不同的 健康內臟和病變內臟的反射能力也不一樣 平常說的 b超 b型超聲儀 就是根據內臟反射的超聲波進行造影 幫助醫(yī)生分析體內的病變 彩色b型超聲診斷儀 胃腸檢查 b超檢查胎兒健康情況 利用超聲波作用于人體時 機體細胞受到振蕩和刺激 可起按摩作用 治療神經痛等疾患 超聲波按摩棒 超聲波按摩泡腳盤 3 應用于工業(yè)用超聲波檢測建筑有無損害 用超聲波來測量物體厚度 超聲波探傷 由于超聲波的穿透能力很強 可以制成超聲波探傷儀 用來探查金屬內部的缺陷 超聲波探傷儀 超聲波在水中傳播的距離要比光波和無線電波遠得多 水聲測位儀既能發(fā)出短促的超聲波脈沖 又能接收被潛艇 魚群或海底反射回來的超聲波 根據反射波滯后的時間和波速 就可以確定潛艇 魚群的位置或海水深度 水聲測位儀 4 應用于航海 漁業(yè)方面 2000年8月12日 俄羅斯的 庫爾斯克 號核潛艇在巴倫支海遇難沉沒 探測專家用超聲波可探測到潛艇的確切位置后 在潛艇正上方海面向下發(fā)出超聲波 從超聲波發(fā)出直至接收到潛艇的回波經歷的時間為t 0 146s 則潛艇沉沒的實際深度h約為多大 取整數值 超聲波在海水中的傳播速度v 1450m s 三 次聲波 1 特點 頻率低 次聲波具有極強的穿透力 3 危害 不僅可以穿透大氣 海水 土壤 而且還能穿透堅固的鋼筋水泥構成的建筑物 甚至連坦克 軍艦 潛艇和飛機都不在話下 次聲穿透人體時 不僅能使人產生頭暈 煩燥 耳鳴 惡心 心悸 視物模糊 吞咽困難 胃痛 肝功能失調 四肢麻木 而且還可能破壞大腦神經系統(tǒng) 造成大腦組織的重大損傷 還可能導致死亡 2 次聲波的產生 太陽磁暴 海峽咆哮 雷鳴電閃 氣壓突變 在工廠 機械的撞擊 摩擦 軍事上的原子彈 氫彈爆炸試驗等等 都可以產生次聲波 1948年初 一艘荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時 一場風暴過后 全船海員莫明其妙地死光 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 這艘貨船在駛近該海峽時 恰遇上海上起了風暴 風暴與海浪摩擦 產生了次聲波 次聲波使人的心臟及其它內臟劇烈抖動 狂跳 以致血管破裂 最后促使死亡 why 在20世紀30年代 美國一位物理學家做過實驗 他把一臺次聲發(fā)生器帶進劇場 開演后悄悄地打開 然后坐在自己的包廂內觀察動靜 只見坐在次聲器四周的觀眾產生一種惶恐不安和迷惑不解的神情 并很快蔓延到整個劇場 原來 人體內臟固有的振動頻率和次聲頻率相近似 0 01 20赫 倘若外來的次聲頻率與身體內臟的振動頻率相似或相同 就會引起人體內臟的 共振 從而使人產生頭暈 煩躁 耳鳴 惡心等等一系列癥狀 特別是當人的腹腔 胸腔等固有的振動頻率與外來次聲頻率一致時 更易引起人體內臟的共振 使人體內臟受損而喪命 超聲波的頻率遠大于人內臟的固有頻率 不會 共振 為什么次聲波能致人于死呢 4 次聲波的應用 a 建立次聲波站 可以探知幾千米外的核武器試驗和導彈發(fā)射 b 由地震引起的巨大海浪的傳播速度和臺風中心的移動速度都小于次聲波的波速 所以接收次聲波能預報破壞性很大的海嘯 臺風 c 國際海難救助組織就在一些遠離大陸的島上建立起 次聲定位站 監(jiān)測著海潮的洋面 一旦船只或飛機失事附海 可以迅速測定方位 進行救助 d 次聲炸彈 這種炸彈爆炸 瞬息之間 在方圓十幾公里的地面上 所有的人都將被殺死 且無一能幸免 次聲武器能夠穿透15厘米的混凝土和坦克鋼板 人即使躲到防空洞或鉆進坦克的 肚子 里 也還是一樣地難逃殘廢的厄運 次聲炸彈和中子彈一樣 只殺傷生物而無損于建筑物 但兩者相比 次聲彈的