人教新课标八年物理21声音的产生与传播

第2章声现象

看点

01

2.1-1：声音的产生

（1）一切正在发声的物体都在振动；振动停止，发声也停止．

“振动停止，发声也停止”不能叙述为“振动停止，声音也消失”，因为振动停止，只是不再发声，而原来发出的声音仍会继续存在并传播．

（2）正在发声的物体叫声源，声源又叫发声体，固体、液体、气体都可以是声源．

声源是指具体的发声部位，如人在说话时的声源不能说是人，应该说是声带．记住几个易混的声源：蝉叫的声源是腹膜；笛子等管乐器的声源是空气柱；向暖瓶中灌水的声源是空气柱；气球爆炸的声源是气球周围的空气；

看点

02

2.1-2：声音的传播条件

（1）声音靠介质传播．

能够传播声音的物质叫做传声的介质，一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质．

（2）真空不能传声．

真空罩里面放闹铃的实验、登月的宇航员无法直接交谈的现象都说明真空不能传声．

（3）声音在介质中以声波的形式传播．

通过水波来类比声波．

看点

03

2.1-3：声速

（1）定义：声音在介质中每秒传播的距离叫声速，用符号v来表示．

（2）公式：v=s/t表示声速，单位是m/s；s表示路程，单位是m；t表示时间，单位是s．

（3）常数：15℃空气中声速是m/s．

（4）影响因素：介质种类和介质温度。

（5）声音在传播时由声速大处向声速小处偏折．

看点

04

2.1-4：声音在不同介质中的传播速度

（1）一般情况下，声音在固体中传播速度最大，液体中其次，气体中最小；同种介质中，温度越高，声速越大．

（2）声音在真空中不能传播，速度为0．

看点

02

2.1-5：声速的大小跟介质温度的关系

（1）同种介质中，温度越高，声速越大．

（2）声音在空气中的传播速度是m/s，是指15℃时．

看点

06

2.1-6：人耳的构成

耳朵是听觉器官．它由外耳、中耳和内耳三部分组成．外耳的耳廓、外耳道负责收集声音，是声音传入的通道．同时能选择性地听取某些声音，对某些声音有放大．它还保护中耳、内耳不受外界不良因素的影响，是外在屏障．

中耳是由耳膜、听小骨、中耳腔、咽鼓管等组成．耳膜位于外耳、中耳之间，厚度约1毫米，弹性很好，可以随着声音振动，就像一个绷着的小鼓的皮，所以也叫鼓膜．鼓膜的内侧连着三块听小骨，它们是人身体最小的骨头，也是人体内最精细的结构之一．听小骨首尾相连，组成听骨链，将声音向内耳传导．由于杠杆作用，声音通过中耳时速度和效率提高了几十倍．有一条连接中耳腔和口腔的管道叫咽鼓管，它的适度适时开闭，可以保证鼓膜内外压力的平衡．当然，由于开闭不当，也会使口水、奶水呛入中耳，引起发炎．正常情况下，中耳腔应该是干燥的，如果有分泌液滞留，将会影响声音的传导．

内耳主要由半规管和耳蜗组成．半规管是位置感觉器，它帮助人体判断自我的体位，维持人体的平衡．因此，耳朵也是平衡器官．耳蜗就像一个蜗牛，它里面的毛细胞将声音的机械振动转换成生物电，通过听神经传入大脑听中枢，我们才能感受到声音．分布在蜗底的毛细胞感受高频声音，分布在蜗顶的毛细胞感受低频声音，而围绕着轴心分布着听神经，它的螺旋神经节，收集来自毛细胞的电信号，负责向大脑中心传递．

看点

07

2.1-7：人耳感知声音的过程及听到声音的条件

人耳的构造：外耳、中耳、内耳

声音的传导途径：声波→外耳道→鼓膜→听小骨链→内耳

声音传到两耳的时间不同形成的双耳效应（双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差判别声音方位的效应．）

我们能够听到的声音，正确的传播途径是：物体振动--介质--良好的耳朵

人能听到的声音条件有三：

1．声源且发声振动的频率在20Hz-Hz之间．

2．有传声的介质：如空气等

3．有良好的听力

看点

08

2.1-8：骨传声及骨传导的原理

原理：固体能传声，且效果更好．

声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉．物理学中把声音的这种传导方式叫做骨传声．

也叫作骨传导．一些失去听觉的人（只限于传导障碍，即鼓膜、听小骨损坏，也就是非神经性耳聋者）可以利用骨传导来听声音．

看点

09

2.1-9：双耳效应

双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差判别声音方位的效应．

双耳效应的基本原理

如果声音来自听音者的正前方，此时由于声源到左、右耳的距离相等，从而声波到达左、右耳的时间差（相位差）、音色差为零，此时感受出声音来自听音者的正前方，而不是偏向某一侧．声音强弱不同时，可感受出声源与听音者之间的距离．

“双耳效应”的原理十分复杂，但简单的说，就是人的双耳的位置在头部的两侧，如果声源不在听音人的正前方，而是偏向一边，那么声源到达两耳的距离就不相等，声音到达两耳的时间与相位就有差异，人头如果侧向声源，对其中的一只耳朵还有遮蔽作用，因而到达两耳的声压级也有不同．人们把这种细微的差异与原来存储于大脑的听觉经验进行比较，并迅速作出反应从而辨别出声音的方位．

1、声音到达两耳的时间差

由于左右两耳之间有一定的距离，因此，除了来自前方和正后方的声音之外，由其他方向传来的声音到达两耳的时间就有先后，从而造成时间差．如果声源偏右，则声音必先到右耳后到达左耳．声源越是偏向一侧，则时间差也越大．实验证明，当声源在两耳连线上时，时间差约为0.62ms．

2、声音到达两耳的声级差

两耳之间的距离虽然很近，但由于头颅对声音的阻隔作用，声音到达两耳的声级就可能不同．如果声源偏左，则左耳感觉声级大一些，而右耳声级小一些．当声源在两耳连线上时，声级差可达到25db左右．

3、声音到达两耳相位差

声音是以波的形式传播，而声波在空间不同位置上的相位是不同的（除非刚好相距一个波长）．由于两耳在空间上的距离，所以声波到达两耳的相位就可能有差别．耳朵内的鼓膜是随声波而振动的，这个振动的相位差也就成为我们判别声源方位的一个因素．当然频率越低，相位差定位感觉越明显．

4、声音到达两耳的音色差

声波如果从右侧的某个方向上传来，则要绕过头部的某些部分才能到达左耳．已知波的绕射能力同波长与障碍物尺度之间的比例有关．人头的直径约为20cm，相当与Hz声波的波长，所以频率为Hz以上的声波绕过头颅的能力较差，衰减越大．也就是说，同一个声音中的各个力量绕过头部的能力各不相同，频率越高的分量衰减越大．于是左耳听到的音色同右耳听到音色就有差异．只要声音不是从正前方（或正后方）来，两耳听到音色就会不同，这也是人们判别声源方位的一种依据．

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