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《2.4 讓聲音為人類服務(wù)》教案 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能 1、了解現(xiàn)代技術(shù)中有關(guān)聲音的應(yīng)用。 2、了解噪聲的來源和危害。 3、知道防治噪聲的途徑，增強環(huán)境保護意識。 （二）過程與方法 1、通過觀察、參觀或觀看錄像等有關(guān)的文字、圖片、音像資料,獲得社會生活中聲的利用方面的知識。 2、通過體驗和觀察，了解防治噪聲的思路。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1、通過學(xué)習(xí)了解聲在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用,增強對科學(xué)的熱愛。 2、通過學(xué)習(xí)噪聲的危害和控制，不斷培養(yǎng)環(huán)境保護意識。 二、教學(xué)重、難點 重點： 防治噪聲的途徑。 難點： 如何從物理學(xué)和環(huán)保角度區(qū)分樂音和噪音。 三、教學(xué)過程 （一）聲音與音樂 1、對聲音的研究也推動了音樂的發(fā)展。現(xiàn)在，利用計算機技術(shù)進(jìn)行音樂的數(shù)字合成，已經(jīng)能夠逼真地模仿出各種聲音，更好的滿足了人們的文化藝術(shù)享受。 2、用兩個或幾個不同的音箱在不同的方位和距離處播放音樂，能使人感覺到“立體聲”效果，這是人的雙耳效應(yīng)。 3、雙耳效應(yīng)是因為聲源到兩只耳朵的距離一般不同，聲音傳到兩只耳朵的時候，強弱及其他特征也就不同，這些差異就是判斷聲源方向的重要基礎(chǔ)。人通過雙耳效應(yīng)可以判斷聲源的方位，雙耳效應(yīng)能使人有如臨其境的感覺。立體聲雙聲道耳機就是利用了人的雙耳效應(yīng)。 （二）聲音與建筑 1、北京天壇的“回音壁”和“三音石”都利用了聲音的反射原理。 （1）回音壁是一道約6m，半徑約32.5m的圓形圍墻，墻面十分光滑，一個人緊貼圍墻小聲講話，圍墻另一處的人可以聽得很清楚。 （2）三音石位于圍墻的圓心處，人站在三音石上擊掌一次，能聽到三聲回音，因而人們稱它為三音石。從三音石處發(fā)出的聲波向四面?zhèn)鞑?，同時到達(dá)墻面。因圓的半徑相等，聲音傳播距離、聲速相等，被反射后同時會聚到圓心處，你便聽到第一次回聲；聲波繼續(xù)傳播，每部分聲波又同時到達(dá)剛才反射會聚到的圓心處，你聽到了第二次回聲；聲波再繼續(xù)向前傳播，每部分聲波再次同時到達(dá)圓心處，你聽到了第三次回聲。第二次回聲比第一次回聲弱，第三次回聲更弱。這是因為聲音在傳播過程中被分散和吸收了。因此第三次以后的回聲就不容易聽出來了。若你站在偏離圓心的其他位置上拍手，就聽不到三次回聲。 2、現(xiàn)代建筑如禮堂、音樂廳等，通過采用不同的吸聲材料，設(shè)置不同方向的反射板等，使聽到的聲音更為清晰、豐滿。吸聲材料不是十分松軟，就是帶有小孔，如泡沫塑料、棉絮、毛氈、吸聲磚、軟木等都是吸聲材料。反射板應(yīng)選擇質(zhì)地硬且平滑的材料，如硬塑料、玻璃等。 （三）聽不見的聲音 1、 人耳能引起聽覺的聲波頻率有一定的范圍，約在20-20000赫之間，低于20赫的聲波叫次聲波，高于20000赫的聲波叫超聲波。 2、 超聲波的頻率很高，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和國防上應(yīng)用廣泛。例如用超聲清洗玻璃、陶瓷、陶瓷制品的表面污垢，用超聲來“擊碎”顆料狀物體，進(jìn)行乳化作用等。 超聲波波長短，傳播和反射時定向效果好，在水中損耗較小。在國防上，普遍使用回聲探測器(又叫聲納)，超聲波遇到海底或其他硬物體便反射，根據(jù)收到回聲的時間可以判斷物體的距離。例如，可用聲納來探測敵方潛艇的位置、魚群位置、海底深度、海上冰山等。 超聲波的穿透能力強，能透射幾米厚的金屬，利用這一特性和反射能力特性，可以制成超階級聲探傷儀，檢查金屬內(nèi)部有無裂縫和缺陷等。 此外，超聲在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用也逐漸廣泛，用超聲來診斷和治療疾病。例如現(xiàn)代醫(yī)學(xué)常用的A型和B型超聲診斷儀，其中B型診斷儀可獲體內(nèi)臟的切面聲像圖，診斷人體內(nèi)部有無腫瘤,肝硬化或其他病變。 用超聲處理過的種子有縮短發(fā)芽時間,加速生長的作用。 在現(xiàn)代生活中，我們常見了還有不用洗衣粉的洗衣機，實際上利用的就是超聲波的“空化”作用，產(chǎn)生巨大能量，將污垢從衣物上震落下來溶解在水中。 3、 次聲波在大氣中傳播衰減慢，它的傳播距離比聲音遠(yuǎn)得多，具有很強的穿透能力，但容易受大氣溫度、風(fēng)以及重力的影響。 地震、臺風(fēng)、海嘯、核爆炸、飛機飛行、汽車高速行進(jìn)等都能產(chǎn)生次聲波。 我們可以建立次聲波接收站，探知遠(yuǎn)處核爆炸和導(dǎo)彈發(fā)射的情況。關(guān)于地震、海嘯和臺風(fēng)，由于它們的傳播速度都小于次聲波波速，所以收到地震、海嘯和臺風(fēng)傳遞來的次聲波，就可以及早預(yù)報這些災(zāi)害性事件的到來，事先作好防范措施。 次聲有較大的破壞性，地震或核爆炸激發(fā)的次聲能將巨大建筑物摧毀，次聲還會使人產(chǎn)生頭暈，惡心，血壓升高等癥狀,嚴(yán)重的會造成內(nèi)臟出血，危機生命。雖然它不在人的聽覺范圍內(nèi)，但一些動物卻能聽到或感覺到，次聲波能對一些動物產(chǎn)生一些刺激，使一些動物出現(xiàn)反常表現(xiàn)。 （四）控制和減少惱人的噪聲 1、從物理性質(zhì)來看，噪音是由聲源作無規(guī)則的振動產(chǎn)生的，或者是由不同頻率不同強度的聲音無規(guī)律的組合在一起而形成的，在示波器上的波形是雜亂無章的，無規(guī)津可循。而樂音是由聲源作規(guī)則的的振動，在示波器上可以看出波形能遵循一定的規(guī)律，即它每隔一定時間，總有相同的振動圖形重復(fù)出現(xiàn)。 2、從環(huán)境保護的角度來認(rèn)識，凡是干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音起干擾作用的聲音，都屬于噪聲。 樂音 噪音 3、噪聲范圍很廣，有工業(yè)噪聲、交通噪聲、氣流噪聲、城市噪聲等。城市噪聲的主要來源（70％左右）是交通噪聲，其余還有人的喧嘩聲，室內(nèi)各種活動的聲音。我國工業(yè)化水平還不高，城市交通也不發(fā)達(dá)，但噪聲已達(dá)到嚴(yán)重的程度，故已成為廣泛關(guān)注的公害之一。 在建筑工地上，各種機器和設(shè)備發(fā)出的聲音；在公路上，車輛的鳴笛聲、發(fā)動機振動和排氣聲，以及車身的振動聲；在工廠里，發(fā)動機的運轉(zhuǎn)，材料的鋸割、沖壓、切削聲；街道上喧鬧的人群等等，都是噪聲的來源。 不太強的噪聲，如高聲喧嘩，比較吵的街道上的雜音，使人感到厭煩，分散注意力，影響工作，妨礙休息；比較強的噪聲，如紡布機、電鋸的聲音，使人感到刺耳難受，時間久了會引起噪聲性耳聾，還會引起心血管系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，發(fā)生心律不齊，血壓升高，消化不良等癥狀；更強的噪聲，如噴氣式飛機的噪聲，幾分鐘時間就會使人頭昏、惡心、嘔吐，像暈船一樣；極強的噪聲，還可直接造成人和動物的死亡。 4、聲音從產(chǎn)生到引起聽覺有三個階段,聲源的振動產(chǎn)生聲音----空氣等介質(zhì)的傳播----鼓膜的振動,因此,控制噪聲也從這三方面采取措施: （1）在聲源處控制。如改造聲源結(jié)構(gòu)；在聲源處加防護罩；在內(nèi)燃機排氣管上加裝消聲器等。 （2）在傳播過程中控制。利用隔音或吸音材料,把聲源與外界隔離起來,如在城市里植樹、修隔音墻等。 （3）在人耳處控制。如戴防噪聲耳塞，或在耳孔中塞一小團棉花，或者雙手捂住耳朵。