研究声音的传播

【目的】研究声音传播要依靠媒质.

【器材】耐高温的广口玻璃瓶或烧瓶、密封盖、小铃、铁丝或线

【实验观察】如图1所示.

1.将瓶盖紧密封盖,摇动小铃,试试能否听到铃声.

2.对瓶加热,密封盖与瓶口间稍留空隙,经过一段时间,压紧密封盖并停止加热.

3.冷却后,瓶内近似真空状态,再摇动小铃,试试听到的铃声情况有无变化.

4.从实验中你能得出______的结论.

声音的产生和声音的传播过程

声音的产生 声音是由物体的振动所产生。在介质(空气、水、固体)中,某一质点发生振动将带动周围质点也发生振动,并且逐渐向各方面扩展。振动在介质中传播的过程称波,能产生听觉的振动波被称为声波。人类能感觉到的声波频率在20-20000赫范围之内。在这个频率范围以外的振动波就其物理特性而言与声波相似,但对人类不引起声音感觉。

 声波的传播与性质 介质中各点之间都有弹性力的联系。当音叉在空气中振动时,其周围空气分子亦重复音叉的振动,这种振动又引起其邻近空气分子振动。当振动的音叉叉枝向右边位移时,右边的空气分子被压缩成一密部,这个密部的空气分子并不停止在原来的位置而是向前传播。又当音叉的叉枝开始向左边位移时,原来密部的空气分子又恢复到原来位置。叉枝继续向左边移动,空气分子也跟着继续向左边移动,形成一个疏部。这个疏部的空气分子也是向前传播的。在声源振动的作用下,空气分子的密部与疏部交替地向四周传播的过程就是声波的传播。(图1-1-1、图1-1-2)


                   图1声波传播示意图a


                                 图2声波传播示意图b

声波在传播过程中发生的变化 声波在传播过程中,其强度将随着传播的距离增加而减弱。一是由于声波向四周发散,距离越远声能越弱;而是由于介质的分子间的摩擦,部分声能被介质吸收转变为热能而衰减。点状声源发出的声波在均匀介质中的声强与距离的平方成反比。

1.绕射 声波能绕过障碍物的边缘前进,此现象称绕射,亦称衍射。但这种障碍物的尺度必须小于或不大于前进声波的波长,才能不发生声影而得到绕射。实验证明300赫的声波无论从头的那一方面来,都不会影响对侧的听力。但对于高频,特别是16,000赫的声波,头部可引起声影而妨碍声音传到对侧耳。

2.反射 障碍物比较大(一般讲它的尺度至少比声波大5倍)时,可发生比较明显的反射现象。这时前进波从障碍物的表面反射回去,障碍物的反射表面越大,则反射的效率越高。透射 声波从一种介质传到另一种介质的过程中,通过界面时,一部分声波要在界面反射而回到第一种介质,这种过程称透射。声波在界面被反射的程度决定于两种介质的声阻抗比。声阻抗相差越大则反射程度也越大,声阻抗相同的两种介质则反射程度越小。


  王充是世界上最早展示不可見的聲波圖景以及指出聲強與傳播距離關係的人。東漢時期,大約公元l世紀,他在《論衡.變虛篇》指出聲音在空氣中的傳播形式與水波相同,同時還指出聲音的強度隨傳播距離的增大而相應衰減,他以魚激起不過百步的水波為例,說明人聲跟魚聲一樣會隨著距離而相應衰減。到了明代,科學家宋應星在《論氣.氣聲》裡更明確地展示借水波比喻聲波的思想。

 

声音可以定向传播
   众所周知,声波是向四处扩散的。而新加坡南洋理工大学的科学家发明了一种新的技术,把声音集成一束,让声音定向传播,只让特定的对象听到。
本文转载自中山日报网 Http://www.zsnews.cn
本文转载自中山日报网 Http://www.zsnews.cn  这种技术将超声波和人耳听得到的可听声波结合在一起。可听声波没有方向性,超声波则具有很好的方向性,所以超声波可以作为载送可听声波的媒介,把声波往一个方向传送。超声波的能量在传送过程中逐渐消减,可听声波就会“分裂”出来,让人听见。由于声波集中成一个音束向固定方向传播,因此声音传得较远,最远可以达到100米。
  负责这项研究的南大副教授颜允圣说,这项技术实现了点对点的声音传播,能减少恼人的嘈杂声,营造更安静的环境。比如在餐厅里,每个餐桌的顾客可以听到自己点的音乐,却不会干扰其他人。该技术也具有军事潜能,可以用在船舰之间的通信、对群众进行控制等方面。