声音的产生与传播

基础

声音由物体振动产生,要靠固体、液体或气体传播,真空不能传声;音量指声音大小,音调指声音高低;保护听觉要远离过大噪音。

适合:小四常识 · 单元:自然与探究 · 建议学习路径第 9/26 课

学完呢课,你会识:
  • 声音由物体振动产生,振动停止声音便停止。
  • 声音靠介质传播:气体、液体、固体都可以,真空不能传声。
  • 音量指声音大小,以分贝计算;音调指声音高低,由频率决定。
文体:声学实验说明文有声朗读

文体小知识:声学实验说明文用身边的小实验解释声音的秘密,振动、传播和音调高低都能亲自试验。

常识General Studies

§课文原文 Passage

1我们听到的每一个声音,都是由物体振动产生的。说话时喉咙里的声带振动,拨动结他弦时弦线来回摆动,敲鼓时鼓面上下颤动。把撒了豆粒的鼓面轻敲一下,豆粒会上下弹跳——那就是振动的证据。振动停止,声音也跟着停止。

2声音的传播需要介质:气体、液体和固体都能传声。空气把声音送到耳朵;把耳朵贴在桌面,别人轻敲桌子的另一端,声音经固体传来更清晰;钓鱼时说话声经水传开,会把鱼吓走。介质不能少——把响着的闹钟放进抽了气的真空罩,声音便几乎听不见,证明真空不能传声。

3声音有音量和音调之分。音量指声音的大小,用分贝计算:轻声交谈约四十分贝,繁忙街道约八十分贝;敲鼓越用力,鼓面振动越大,音量便越大。音调指声音的高低:振动越快(频率越高),音调越高,例如小鸟的叫声尖细;振动越慢,音调越低,例如大提琴的声音低沉。

4噪音是令人烦躁的声音,长期处于高音量环境会损害听觉。护耳的方法包括:使用耳机时把音量保持在六成以下,每次不超过六十分钟;远离地盘等高分贝场所,必要时戴上护耳罩;听到巨响时张开口或掩住耳朵,保护耳膜。听觉珍贵,要从小保护。

1重点摘要 Summary

声音由物体振动产生,要靠固体、液体或气体传播,真空不能传声;音量指声音大小,音调指声音高低;保护听觉要远离过大噪音。

2生字卡 Vocabulary

V
Vibration振动

物体快速来回摆动,是声音产生的原因。

V
Vocal cords声带

喉咙里振动发声的薄膜,说话和唱歌都靠它。

M
Medium介质

传播声音的物质,例如空气、水和木材。

V
Vacuum真空

没有任何物质的空间,声音无法在其中传播。

V
Volume音量

声音的大小,以分贝为单位。

P
Pitch音调

声音的高低,由振动快慢决定。

F
Frequency频率

物体每秒振动的次数,频率越高音调越高。

D
Decibel分贝

量度音量大小的单位。

E
Eardrum耳膜

耳朵里接收声音振动的薄膜,过大音量会令它受损。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:找出声音的来源——振动一切声音都由物体振动产生,振动的物体便是声源。举个例子:唱歌时用手轻按喉咙,会感到声带在振动;把间尺一端按在桌边拨动,间尺上下摆动时便发出声音。敲鼓时鼓面振动,弹拨结他时琴弦振动。只要找到正在振动的物体,便找到了声音的来源,这是研究声音的第一步。
  2. 第二步:证明振动停止声音便停止振动与声音关系密切,振动停止,声音便会停止。举个例子:敲锣后用手按住锣面,锣面停止振动,声音即时消失。这个简单的实验告诉我们,发声的关键在于物体不断振动;只要振动还在,声音便会继续。我们说话时声带也是这样振动的,所以用声过度时声音会变得沙哑,要让声带休息。
  3. 第三步:试验固体传声声音需要介质才能传播,固体、液体和气体都可以充当介质。举个例子:一位同学在长木桌一端轻轻敲击,另一位同学把耳朵贴在另一端,经固体传来的声音比经空气听得更清楚。古代士兵夜间把耳朵贴在地面,听远处传来的马蹄声,判断敌人的距离,正是利用固体传声的原理。
  4. 第四步:试验液体传声液体同样能够传播声音,可以做实验证明。举个例子:把响著铃声的手机放进密封胶袋,再浸入水缸,在缸外仍然听到铃声,证明水也能传声。钓鱼时岸上要保持安静,因为说话的声音会经空气和水传到水中,把鱼群吓走;在游泳池的水底,也能听到岸上拍手的声音,可见液体传声十分灵敏。
  5. 第五步:证明真空不能传声声音不能在真空中传播,因为真空里完全没有介质。举个例子:把响著的闹钟放进玻璃罩,用抽气机慢慢抽走空气,铃声越来越弱;重新放空气入罩内,铃声又回来了。这个实验也解释了月球上的情况:月面没有空气,太空人即使近在眼前,也要靠无线电交谈,声音才能传到对方耳中。
  6. 第六步:分辨音量和音调声音的强弱叫做音量,声音的高低叫做音调,两者并不相同。举个例子:轻敲和重敲同一个鼓面,鼓面振动幅度不同,音量便不同;拨动间尺,伸出桌边的部分越短,振动越快,音调越高。振动幅度越大,音量越大;振动越快,音调越高。明白这个分别,欣赏音乐时便能听出更多细节。
  7. 第七步:实践护耳方法耳朵十分精细,长期接触巨大声音会令听力受损,所以要用正确的方法保护耳朵。举个例子:耳机音量不超过六成,每次使用不超过一小时;经过地盘等嘈吵的地方时用耳罩护耳;巨响来到时张开口或掩住耳朵,保护耳膜。听力一旦受损便难以复原,从小保护耳朵,才能一生听得清楚。

4图解 Diagrams

声音点样行到耳 How sound reaches your ear音叉 vibrates<-> 不断振动疏密相间嘅波向外传 compressions & rarefactions耳膜震动 → 听到振动源 → 介质粒子疏密波 → 耳膜:无振动、无声音;无介质、无传播真空入面敲钟系完全无声——月球上call人要靠无线电 no sound in a vacuum
图 1:声音的产生与传播

5例题示范 Example

例题:小恩做实验:把响著的闹钟放进玻璃罩内,再用抽气机慢慢抽走空气。请描述她听到的变化,并解释原因。

  1. 起初闹钟的铃声清楚响亮,因为罩内有充足的空气传播声音,介质足够。
  2. 抽气机运作期间,罩内的空气越来越稀薄,传声的介质减少,铃声随之越来越弱。
  3. 空气接近抽净时,铃声几乎消失,但透过玻璃仍看见铃锤在摆动,说明振动存在,只是声音传不出来。
  4. 结论:声音需要介质传播;玻璃罩内接近真空,真空不能传声。
  5. 答案:铃声由响亮渐变微弱,直至几乎听不见,原因是罩内的空气(介质)被慢慢抽走;这证明声音要靠介质传播,真空不能传声,太空人在月球上要靠无线电交谈也是同一道理。

6常见错误 Mistakes

✗ 认为声音在真空也能传播
✓ 声音要靠介质传播,太空是真空,太空人要用无线电交谈
✗ 把音量和音调混为一谈
✓ 音量指大小(分贝),音调指高低(频率);重击鼓面音量变大,缩短间尺音调变高
✗ 长时间大音量使用耳机
✓ 音量保持六成以下、每次不超过一小时,保护听觉
✗ 听到巨响时背向声源又不掩耳
✓ 巨响来到时张开口或掩住耳朵,平衡耳膜内外气压,保护耳膜
✗ 认为越大声音调便越高
✓ 音量由振动幅度决定,音调由振动快慢决定,两者互不相干

75 题快测 Quick check

Q1声音是怎样产生的?

Q2真空能否传播声音?为什么?

Q3什么是音调?由什么决定?

Q4把耳朵贴在桌面上听敲击声,声音经什么传播?

Q5使用耳机应该遵守什么规则?

8重点回顾 Recap

  • 声音由物体振动产生,振动停止声音便停止。
  • 声音靠介质传播:气体、液体、固体都可以,真空不能传声。
  • 音量指声音大小,以分贝计算;音调指声音高低,由频率决定。
  • 频率越高音调越高:间尺伸出桌边越短振动越快,声音越尖。
  • 护耳方法:耳机音量六成以下、每次一小时内,远离高分贝场所。

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