声音：振动、传播与听见
基础无振动、无声音；无介质、无传播——认识声音的产生、传送与音调响度的秘密。
- 振动产生声音；振动停，声音停。
- 声音需要介质：真空不能传声。
- 传播速度：固体＞液体＞气体；空气约 340 米/秒。
文体小知识：科学原理课——对应科学科课程「探索声音」：声音由振动产生、需要介质传播，音调与响度各有控制旋钮。
§课文原文 Passage
1一切声音都由振动产生：拨动结他就会看见弦线模糊成一片，喇叭的纸盆放上碎纸屑会跳舞，人的声带振动才会发声。振动停止，声音立即停止。振动的物体令周围的空气一起振动，形成一圈圈疏密相间的波，向四面八方传播——这就是声波。
2声波需要介质（物质）才能传播：固体、液体、气体都可以，真空不可以——所以太空是绝对寂静的，科幻电影中太空爆炸的巨响其实不符合科学。传播速度也不同：固体最快、液体次之、气体最慢。空气中声速约每秒 340 米，所以先见闪电后闻雷——用相差秒数乘 340，可以估计雷雨的距离。
3声音有三个特性：音调（高低）由频率决定——振动越快音调越高，蚊子翼振动快所以尖锐、牛叫振动慢所以低沉；响度（大小声）由振幅决定——用力敲鼓声音大；音色由发声体的性质决定——同一首歌，钢琴与小提琴一听就分得出。应用例子：医生用超声波（高于人耳听觉范围的声波）检查胎儿、船只用声纳探测水深、蝙蝠用超声波「看」世界。
1重点摘要 Summary
无振动、无声音；无介质、无传播——认识声音的产生、传送与音调响度的秘密。
2生字卡 Vocabulary
物体快速的来回运动——一切声音的来源。
声音传播所需的物质：固体、液体或气体。
完全没有物质的空间——声音无法传播。
每秒振动的次数——决定音调高低。
声音的高低——频率高则音调高。
声音的大小——由振幅（振动幅度）决定。
声音的独特质感——分辨钢琴与小提琴的关键。
频率高于人耳听觉上限的声波——用于扫描与声纳。
3逐步讲解 Steps
- 步骤 1：声音的来源——振动声音源于振动，可用三个小实验证明：拨动结他，弦线看起来模糊成一片，因为它在快速往复；喇叭发声时手摸纸盆，感到微微发麻；唱歌时轻按喉咙，感到声带在振动。由此得出结论：发声体一定在振动，振动停止，声音便立即停止。这是解释一切发声现象的起点，也是本课的基石。
- 步骤 2：传播需要介质声音的传播需要介质：经典实验把响著的闹钟放进抽气钟罩，空气抽得越多，铃声越弱，接近真空时几乎完全听不到，证明真空不能传声。所以太空人出舱时即使面对面呼叫，对方也听不见，必须靠无线电沟通，因为无线电波可以在真空中传播。地球上处处有空气，我们才能随时交谈。
- 步骤 3：传播速度比赛声音在不同介质中速度不同，固体最快、液体次之、气体最慢：把耳朵贴在长铁轨上，火车的声音先从铁轨传来，之后才经空气到达，证明固体传声更快。空气中声速约为每秒 340 米，所以先见闪电后闻雷声，把相隔秒数乘以 340，便可估算雷暴的距离，判断是否需要躲避。
- 步骤 4：音调——频率的游戏音调的高低由频率决定：振动越快，频率越高，音调便越高。用胶尺伸出桌边拨动，伸出越短振动越快，声音越高；结他手按住更高的把位，弦变短振动变快，音调随之升高。人耳能听到的范围约为每秒 20 至 20000 次振动，高于此范围是超声波，低于则是次声波，两者人耳都听不到。
- 步骤 5：响度与音色声音还有两个特性要分清：响度由振幅决定，轻敲鼓面声音弱，用力敲击声音大，振幅越大越响；音色由发声体的性质决定，同一首歌由钢琴、小提琴和人声演绎，感觉各不相同。答题时三对配对不可调转：音调对频率、响度对振幅、音色对发声体。指挥家正是靠音色分辨各种乐器。
- 步骤 6：应用一览声学知识已变成众多实用工具：超声波扫描让医生看到胎儿和内脏而无须开刀；声纳向海底发出声波，凭回声测量深度和探测鱼群；蝙蝠和海豚天生懂得回声定位，在黑暗中辨别方向；超声清洗机用高频振动震走眼镜和首饰上的污垢。科学知识转化为实用技术，正是学科学的意义。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
示范：答「为什么太空人漫步时，即使大声呼叫，附近同样太空出舱的同伴也听不到？」
- 第一步：指出原理——声音需要介质传播，真空不能传声。
- 第二步：套用情境——太空是真空，两位太空人之间没有空气作介质。
- 第三步：说明结果——声带振动产生的声波无法传播，所以听不到。
- 第四步：给出解决——所以他们要用无线电（电磁波可在真空传播）通话。
- 答案：范例答案：声音的传播需要介质（固体、液体或气体），而太空是接近真空的环境，两位太空人之间没有空气作介质，声带振动产生的声波无法传播，所以对方听不到呼叫。他们必须使用无线电通话，因为电磁波可以在真空中传播。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1一切声音的来源是什么？
Q2声音在真空能否传播？
Q3音调由什么决定？
Q4声音在哪种介质传播最快？
Q5举一个超声波的应用？
8重点回顾 Recap
- 振动产生声音；振动停，声音停。
- 声音需要介质：真空不能传声。
- 传播速度：固体＞液体＞气体；空气约 340 米/秒。
- 音调＝频率、响度＝振幅、音色＝发声体。
- 超声波应用：医疗扫描、声纳、回声定位。