第三节 超声与次声
复习：前面我们学习了声音的三个特征，它们分别与哪些因素有关呢？ 声音的响度与声源振动的幅度有关，还与距离声源的远近有关；音调的高低与声源振动的频率有关；音色与发声体的材料和结构有关。 是不是所有的声音人耳都能听见呢？ 测一测你听觉的频率范围 程序1 程序2 比较 测量到的同学们的听觉范围，人一般只能听到多少赫兹的声音呢？
一、次声波和超声波 1.可闻声波：人耳能听到的声波. 其频率范围大致在20Hz-20000Hz之间． 不能引起人类听觉器官的感觉． 3.次声波(又称亚声波)：频率低于20Hz的声波． 不能引起人类听觉器官的感觉．
苍蝇飞行的每秒振翅147～200次，蝴蝶飞行时每秒振翅5～6 次，为什么你凭听觉能发觉飞行中的苍蝇，却不能凭听觉发觉飞行中的蝴蝶？ 大多数人能听到的声音的频率范围大约是20～20000次／秒，苍蝇飞行时的每秒振翅次数在听觉范围内，而蝴蝶的每秒振翅次数小于最低限20次／秒，所以能发觉苍蝇的飞行而不能发觉蝴蝶的飞行．
你知道蝙蝠是怎样判断目标的位置的吗？ 蝙蝠是通过发出超声波，然后接收回声来导航的。 一些动物的听觉大大优于人类的听觉。如猫、狗和狐狸却能听到音频每秒钟高于60000次的声音，至于老鼠、蝙蝠、鲸鱼和海豚，可以发射和接收音频每秒钟超过100000次的超声波。
除了超声波，动物们还能听到音频每秒钟只有10次或不到10次的次声波，次声波不仅我们的耳朵听不出来，就是地震仪器也极少可能把它测定出来。因此，它们能遥感得出数百公里之外雷电和洋底海啸时发出的次声波。
二、超声波 1．特点：由于它的频率高，因此具有以下特点：（a）方向性好，几乎沿直线传播；（b）穿透能力强，（c）在媒质中传播时能产生巨大的作用力，可以用来为硬质材料做切割、凿孔等． ２．应用 （1）应用于生活: 在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。 超声波加湿器
金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事．如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。
用超声波消毒灭菌也是有效的．例如用超声波来给牛奶消毒，效果良好，而且能避免煮沸法对营养成分的破坏． 超声波消毒炉
（2）应用于医学 对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位。利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效。 超声波雾化器
利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎 超声波体外碎石机
平常说的“B超” (B型超声仪)就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变。 人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样。 平常说的“B超” (B型超声仪)就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变。 彩色B型超声诊断仪（胃肠检查） B 超 检 查 胎 儿 健 康 情 况
利用超声波作用于人体时．机体细胞受到振荡和刺激，可起按摩作用，治疗神经痛等疾患． 超声波按摩棒 超声波按摩泡脚盘
（3）应用于工业 用超声波检测建筑有无损害. 用超声波来测量物体厚度. 超声波探伤仪 超声波探伤，由于超声波的穿透能力很强，可以制成超声波探伤仪，用来探查金属内部的缺陷．
（4）应用于航海、渔业方面 水声测位仪 超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多。 水声测位仪既能发出短促的超声波脉冲．又能接收被潜艇、鱼群或海底反射回来的超声波，根据反射波滞后的时间和波速，就可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度．
2000年8月12日，俄罗斯的“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难沉没。 探测专家用超声波可探测到潜艇的确切位置后，在潜艇正上方海面向下发出超声波，从超声波发出直至接收到潜艇的回波经历的时间为t =0.146s，则潜艇沉没的实际深度h 约为多大？取整数值（超声波在海水中的传播速度v=1450m／s)
三、次声波 (1)特点:频率低，次声波具有极强的穿透力 （2）次声波的产生：太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变；在工厂，机械的撞击、摩擦；军事上的原子弹、氢弹爆炸试验等等，都可以产生次声波． (3)危害:不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。 次声穿透人体时，不仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木，而且还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤,还可能导致死亡。
在20世纪30年代，美国一位物理学家做过实验：他把一台次声发生器带进剧场，开演后悄悄地打开，然后坐在自己的包厢内观察动静，只见坐在次声器四周的观众产生一种惶恐不安和迷惑不解的神情，并很快蔓延到整个剧场． 1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，一场风暴过后，全船海员莫明其妙地死光；在匈牙利鲍拉得利山洞入口， 3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸...... why? 这艘货船在驶近该海峡时，恰遇上海上起了风暴．风暴与海浪摩擦，产生了次声波．次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡．
为什么次声波能致人于死呢？ 原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.01～20赫），倘若外来的次声频率与身体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”，从而使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状。 特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共振，使人体内脏受损而丧命。 超声波对人体是否也有这样的危害呢？ ？ 超声波的频率远大于人内脏的固有频率，不会“共振”。
(4)次声波的应用 A.建立次声波站，可以探知几千米外的核武器试验和导弹发射. B.由地震引起的巨大海浪的传播速度和台风中心的移动速度都小于次声波的波速，所以接收次声波能预报破坏性很大的海啸、台风. C.国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站”，监测着海潮的洋面．一旦船只或飞机失事附海，可以迅速测定方位，进行救助． D.次声炸弹。这种炸弹爆炸，瞬息之间，在方圆十几公里的地面上，所有的人都将被杀死，且无一能幸免．次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板．人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里，也还是一样地难逃残废的厄运．次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物．但两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多．
频率低于20Hz的声波叫次声波. 应用：可以探测核武器试验和导弹发射 预报破坏性很大的海啸、台风等 频率高于20000Hz的声波叫超声波. 应用：确定潜艇、鱼群的位置或海洋的深度 超声波探伤仪 超声加湿器 医学上的B超 消毒杀菌等 次声波 次声波和超声波 超声波
本章复习题: 1.一切正在发声的物体都在______，通常称为_____，由声源发出的声音是通过______传播到人耳的。声音在______中是不能传播的。 振动 声源 介质 真空 2.吹笛子发出的声音是______振动引起的（填：“人嘴”“笛子杆”“笛中的空气”）。 分析:人吹笛子时，吹出的气流进入笛腔使腔中的空气振动，再通过手指堵笛孔来改变笛腔长度，从而发出各种声音。
D B 3.“闻其声而不见其人”时，你往往根据说话 声就可以判断出谁在讲话，这是因为不同人声音具有不同的( ) 3.“闻其声而不见其人”时，你往往根据说话 声就可以判断出谁在讲话，这是因为不同人声音具有不同的( ) A.振幅 B.频率 C.响度 D.音色 D 4.拿一张硬纸片让它快些从一木梳上划过，再让它从同一木梳上慢一点划过，则两次所发出的声音: ( ) A．响度不同 B．音调不同 C．音色不同 D．前三者都不同 B
D Ｄ 6. 男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则下列对两人声音描述正确的是（ ） A. 男生音调低，响度小；女生音调高，响度大 5、电子乐器可以模仿各种乐器发出的声音，要模仿得逼真，其关键要求电子乐器所发声音与所要模仿乐器发声的哪一项特征尽可能的一致? ( ) A．音调 B．频率 C．响度 D．音色 D 6. 男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则下列对两人声音描述正确的是（ ） A. 男生音调低，响度小；女生音调高，响度大 B. 男生音调高，响度大；女生音调低，响度小 C. 男生音调高，响度小；女生音调低，响度大 D. 男生音调低，响度大；女生音调高，响度小 Ｄ
7．昆虫在飞行时抖动翅膀发出声音，苍蝇每10s翅膀振动3520次，蜜蜂每20s翅膀振动3800次，蚊子每5s翅膀振动3200次，那么它们翅膀振动频率最大的是______________，音调最高的是______________． 蚊子 蚊子 8. 人看到蝙蝠在空中飞行，却很难听到蝙蝠发出的声音，其原因是：（ ） A、蝙蝠不会发声； B、蝙蝠发声响太小； C、发声的频率太高；D、发声的频率太低 C
B 9.为了保持安静的工作和休息环境，周围的声响大致 不应超过（ ） A．20分贝 B．50分贝 C．70分贝 D．90分贝 不应超过（ ） B A．20分贝 B．50分贝 C．70分贝 D．90分贝 10．减弱噪声的影响可以从三个途径进行。 在汽车的排气管上加消声器，这是在（ ）处减弱噪声； 戴上耳塞，减弱传入人耳的噪声，这是在（ ）处减弱噪声； 在住宅区植树，这是在（ ）减少噪声。 声源 人耳 传播过程中
C 11. 运动会上进行百米赛跑，如果计时员听到枪声才开始计时，所记录的成绩比看到枪冒烟就开始计时的成绩 ( ) 11. 运动会上进行百米赛跑，如果计时员听到枪声才开始计时，所记录的成绩比看到枪冒烟就开始计时的成绩 ( ) A．少记2.94s B．多出0.294s C．少记0.294s D．无法计算 C