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1、第四章第四章 声现象声现象四、声现象在科技中的应用四、声现象在科技中的应用人和一些动物的发声和听觉的频率范围3自学新知自学新知（1）人和人和一些动物的听觉范围。一些动物的听觉范围。（2）什么什么是超声波？什么是次声波是超声波？什么是次声波？思考：思考：与可听见声相比，超声波、与可听见声相比，超声波、次声波的次声波的有哪些有哪些特点和应用特点和应用？一、超声波一、超声波1.超声波的特点超声波的特点（1）方向性好；）方向性好；（2）穿透力强；）穿透力强；（3）易于获得较集中的声能。）易于获得较集中的声能。2.超声波的应用超声波的应用声呐声呐人们利用超声波定向性好，在水中传播距人们利用超声波定向性好
2、，在水中传播距离远特点制成声纳，可以发现潜艇和鱼群，还离远特点制成声纳，可以发现潜艇和鱼群，还可以测绘海底形状。可以测绘海底形状。7超声的导航能力超声的导航能力B型超声波诊断仪（型超声波诊断仪（B超）超）超声波可以成像。医院利用超声波可以成像。医院利用B型超声波诊断仪型超声波诊断仪做胃部、腹部检查，还可以观察胎儿的发育情况。做胃部、腹部检查，还可以观察胎儿的发育情况。超声波速度测定器超声波速度测定器利用超声波的多普勒效应制成速度利用超声波的多普勒效应制成速度测定器，交警在高速公路上测定车辆的测定器，交警在高速公路上测定车辆的速度。速度。超声波清洗器超声波清洗器超声波超声波焊接器焊接器超声波能使
3、清洗液剧超声波能使清洗液剧烈振动，有去污作用，人烈振动，有去污作用，人们制成超声波清洗器。们制成超声波清洗器。超声波还能使塑料膜超声波还能使塑料膜之间摩擦生热，粘合在一之间摩擦生热，粘合在一起，制成超声波焊接器。起，制成超声波焊接器。超声波超声波体外碎石体外碎石超声波还能使物体振动，就能使结石粉碎。超声波还能使物体振动，就能使结石粉碎。12 如果把超声波通入水如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气内，就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加的湿度。这就是超声
4、波加湿器的原理。湿器的原理。超声加湿器超声加湿器超声波在被检测材料中传播时超声波在被检测材料中传播时,材料的声学材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声波超声波金属探伤仪金属探伤仪思考思考例题例题:科学工作者为了探测海底某处的深科学工作者为了探测海底某处的深度度,向海底垂直发射超声波向海底垂直发射超声波,经过经过4秒收到回秒收到回波信号波信号,海洋中的深度是多少米海洋中的
5、深度是多少米?应用这种应用这种方法能不能测量月亮到地球的距离方法能不能测量月亮到地球的距离?为什为什么么?二、次声波二、次声波1.次声波的特点次声波的特点（1）没有什么障碍物能阻挡它；）没有什么障碍物能阻挡它；（2）传播过程中很难被介质吸收，）传播过程中很难被介质吸收，能量损耗少。能量损耗少。16核爆炸核爆炸导弹发射导弹发射次声次声17火火山山地震地震次声次声风暴与海啸风暴与海啸2.次声波的危害和应用次声波的危害和应用频率低于频率低于20赫的次声波与人体发生共振，使人体共振器官或部赫的次声波与人体发生共振，使人体共振器官或部位发生位移和形变而造成损伤。次声波与人体发生共振的频率和强位发生位移和
6、形变而造成损伤。次声波与人体发生共振的频率和强度不同，对人体的各种器官和部位损伤程度也不同。强度相同、频度不同，对人体的各种器官和部位损伤程度也不同。强度相同、频率不同的次声波可对不同器官和部位造成损伤；频率相同的次声波率不同的次声波可对不同器官和部位造成损伤；频率相同的次声波的杀伤程度视其波强度而定。次声波对人可产生精神的和机械的损的杀伤程度视其波强度而定。次声波对人可产生精神的和机械的损伤。其主要症状有：全身不适、无力、头晕目眩、恶心呕吐、眼球伤。其主要症状有：全身不适、无力、头晕目眩、恶心呕吐、眼球震颤，严重的可发生神志失常、癫狂不止、腹部疼痛震颤，严重的可发生神志失常、癫狂不止、腹部疼
7、痛、内脏破裂等。、内脏破裂等。次声波是不易被人察觉和听不见的声音，在大气中传播衰减很少，次声波是不易被人察觉和听不见的声音，在大气中传播衰减很少，与大气沟通的掩体和工事难以防御。与大气沟通的掩体和工事难以防御。1）危害）危害19小资料小资料 一艘国际商船在一艘国际商船在“火地岛火地岛”，发现了多年前神，发现了多年前神秘失踪的秘失踪的“马可马可波罗波罗”号帆船，而船上的一切设号帆船，而船上的一切设备及物品却完好无损。经科学家们多年的研究和探备及物品却完好无损。经科学家们多年的研究和探索，终于揭开了这些遇难者的索，终于揭开了这些遇难者的“死亡迷死亡迷”。原来都。原来都死于风暴所产生的死于风暴所产生
8、的“次声次声”。次声为什么能杀人呢。次声为什么能杀人呢?原来，人们内脏固有的振动频率和次声频率极为原来，人们内脏固有的振动频率和次声频率极为相近相近(0.01Hz(0.01Hz20Hz)20Hz)。20 当外界的次声频率与内脏的频率相同或相近时，当外界的次声频率与内脏的频率相同或相近时，就会形成人体内脏的共振状态，产生种种不良反应。就会形成人体内脏的共振状态，产生种种不良反应。还会导致视觉模糊，吞咽困难，肝功能失调等症状，还会导致视觉模糊，吞咽困难，肝功能失调等症状，严重时还会四肢麻木，胸部产生压迫感。尤其是当人严重时还会四肢麻木，胸部产生压迫感。尤其是当人的腹腔、胸腔及颅腔内的固有振动频率与
9、外来的次声的腹腔、胸腔及颅腔内的固有振动频率与外来的次声频率相一致时，就会使人体的内脏系统振坏而丧生。频率相一致时，就会使人体的内脏系统振坏而丧生。因此有人正在利用次声的性质与特点，探索研制一种因此有人正在利用次声的性质与特点，探索研制一种能导致人神经麻痹的能导致人神经麻痹的“次声武器次声武器”。2）应用）应用大象走路或相互联系时发出次声大象走路或相互联系时发出次声波，利用次声波进行交流。波，利用次声波进行交流。雷电、台风、地震、海啸等发雷电、台风、地震、海啸等发生时也会产生次声波，科学家利用生时也会产生次声波，科学家利用检测次声波可预测灾难的发生。检测次声波可预测灾难的发生。在大气层内进行核
10、爆炸会产生很强的次在大气层内进行核爆炸会产生很强的次声波，用高灵敏度的检测装置可以探测到核声波，用高灵敏度的检测装置可以探测到核爆炸的强度和位置。爆炸的强度和位置。三、语音识别三、语音识别语音识别系统的原理框图语音识别系统的原理框图1.语音识别原理语音识别原理可利用语音控制的机器人可利用语音控制的机器人2.语音识别的应用语音识别的应用与其他生物识别技术相比较，声音具有不会遗忘与其他生物识别技术相比较，声音具有不会遗忘或忘记、不需记忆、使用方便等优点，因此在保护人或忘记、不需记忆、使用方便等优点，因此在保护人们的财产，防止盗窃或者其他经济犯罪方面会有更大们的财产，防止盗窃或者其他经济犯罪方面会有
11、更大的用途。利用声音进行身份识别可能是最自然和最经的用途。利用声音进行身份识别可能是最自然和最经济的方法之一，更适用于电话银行、电话炒股、电子济的方法之一，更适用于电话银行、电话炒股、电子购物等领域。购物等领域。26语音识别的优点：语音识别的优点：1.1.人的声音是独有的，具有一一对应的样本空间。人的声音是独有的，具有一一对应的样本空间。（最自然）（最自然）2.2.不会遗失或忘记、不需记忆、使用方便。（最不会遗失或忘记、不需记忆、使用方便。（最经济）经济）课堂练习课堂练习1.下列不是利用声获得信息的有下列不是利用声获得信息的有()A、远处隆隆雷声预示着可能有一场大雨、远处隆隆雷声预示着可能有一
12、场大雨B、医生利用、医生利用B超观察人的身体状态超观察人的身体状态C、外科医生利用超声波除去人体内结石、外科医生利用超声波除去人体内结石D、有经验的人选瓷碗总是敲一敲分辨音质、有经验的人选瓷碗总是敲一敲分辨音质C2.科学家通过接收科学家通过接收()声音，监测预报声音，监测预报台风和地震。台风和地震。A、人耳能听到的声波、人耳能听到的声波B、超声波、超声波C、次声波、次声波C3.科学家发明的声呐系统科学家发明的声呐系统()A、能发出超声波，从回声获取信息、能发出超声波，从回声获取信息B、能发出次声波，从回声获取信息、能发出次声波，从回声获取信息C、发超声波和次声波，视探测物体而定、发超声波和次声
13、波，视探测物体而定A304.4.人无法听到飞翔的蝙蝠发出声音的原因是人无法听到飞翔的蝙蝠发出声音的原因是 （）A.A.蝙蝠没有发出声音蝙蝠没有发出声音 B.B.蝙蝠发出声音的频率太高蝙蝠发出声音的频率太高C.C.蝙蝠发出声音的频率太低蝙蝠发出声音的频率太低D.D.蝙蝠发出声音的响度太小蝙蝠发出声音的响度太小B B315.5.昆虫飞行时翅膀要振动，甲昆虫飞行时翅膀每昆虫飞行时翅膀要振动，甲昆虫飞行时翅膀每秒振动秒振动200200次，乙昆虫飞行时翅膀每秒振动次，乙昆虫飞行时翅膀每秒振动4040次，次，一位听力正常的人能听到飞行时发出声音的昆虫一位听力正常的人能听到飞行时发出声音的昆虫是（是（）.甲
14、昆虫甲昆虫 .乙昆虫乙昆虫.都能听到都能听到 .都听不到都听不到C C324.4.同样在你身边飞过的苍蝇和蝴蝶，为什么凭同样在你身边飞过的苍蝇和蝴蝶，为什么凭听觉你只能发现苍蝇而不能发现蝴蝶听觉你只能发现苍蝇而不能发现蝴蝶?解答：解答：因为蝴蝶发出声音的频率低，低于人的因为蝴蝶发出声音的频率低，低于人的听觉下限听觉下限20Hz20Hz，所以人听不到。而苍蝇的发出，所以人听不到。而苍蝇的发出声音的频率在人的听觉范围内，故能听到。声音的频率在人的听觉范围内，故能听到。331.1.人耳听到声音的频率范围：人耳听到声音的频率范围：20Hz20Hz20000Hz20000Hz。2.2.超声与次声超声与次声 频率高于频率高于20000Hz20000Hz的声音称为超声的声音称为超声;频率低于频率低于20Hz20Hz的声音称为次声。的声音称为次声。3.3.超声的应用：超声的应用：碎石、碎石、B B超、声呐定位、超声导航等。超、声呐定位、超声导航等。4.4.次声的危害：次声的危害：对机械、建筑物、人体有伤害。对机械、建筑物、人体有伤害。5.5.语音识别：过程、优点。语音识别：过程、优点。