第三节：超声和次声(整理版)课件

第三节：超声与次声第三节：超声与次声1,1,一切正在发声的物体都在一切正在发声的物体都在_，通常称，通常称为为_，由声源发出的声音是通过，由声源发出的声音是通过_传播到人耳的。传播到人耳的。_中声音是不能传播的。中声音是不能传播的。声源声源振动振动介质介质真空真空2,2,声音在传播过程中声音在传播过程中,下列说法正确的下列说法正确的()()A,A,音色会改变音色会改变 B,B,音调会改变音调会改变C,C,响度会改变响度会改变 D,D,都不会改变都不会改变C3、声音能在介质中传播_ 和和_ 。信息信息能量能量第三节 超声与次声20Hz20000Hz正常人耳能听到的声音的频率范围正常人耳能听到的声音的频率范围超超 声声次次 声声一、超声波：一、超声波：2 2、超声波的特点：、超声波的特点：3 3、超声波的应用：、超声波的应用：1 1、高于、高于20000Hz20000Hz的声波叫超声波。的声波叫超声波。由于它的频率高，因此具有以下特点：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；）方向性好，几乎沿直线传播；（b）穿透能力强；）穿透能力强；（c）在媒质中传播时能产生巨大的能）在媒质中传播时能产生巨大的能量，很强的量，很强的“破碎破碎”能力能力超声的导航能力超声的导航能力声呐声呐人们利用超声波定向性好，在水中传播距离远特点制成声纳，可以发现潜艇和鱼群，还可以测绘海底形状。超声波在水中传播的距离要比超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多。光波和无线电波远得多。水声测位仪既能发出短促的超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定潜艇、鱼群的位置或海水深度水声测位仪水声测位仪（4 4）应用于航海、渔业方面）应用于航海、渔业方面超声波诊断仪超声波诊断仪 超声波可以成像。医院利用B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。超声波金属探伤仪超声波金属探伤仪超声波在被检测材料中传播时,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。超声雾化加湿器超声雾化加湿器在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入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。室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。（1 1）应用于生活）应用于生活:对于咽喉炎、气管炎对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达等疾病，药力很难达到患病的部位。利用到患病的部位。利用加湿器的原理，把药加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，液雾化，让病人吸入，能够增进疗效。能够增进疗效。（2 2）应用于医学）应用于医学 超声波雾化器超声波雾化器 金属零件、金属零件、玻璃和陶瓷制玻璃和陶瓷制品的除垢是件品的除垢是件麻烦事如果麻烦事如果在放有这些物在放有这些物品的清洗液中品的清洗液中通入超声波，通入超声波，清洗液的剧烈清洗液的剧烈振动冲击物品振动冲击物品上的污垢，能上的污垢，能够很快清洗干够很快清洗干净。净。超声波清洗器超声波清洗器3 3、超声波在制药工业的应用、超声波在制药工业的应用超声波超声波清洗清洗技术经过众多制药企业的应用而技术经过众多制药企业的应用而得到广泛使用，特别是对西林瓶、口服液瓶、安得到广泛使用，特别是对西林瓶、口服液瓶、安瓶、大输液瓶的清洗以及对丁基胶塞、天然胶塞瓶、大输液瓶的清洗以及对丁基胶塞、天然胶塞的清洗方面，已经得到首肯。的清洗方面，已经得到首肯。4 4、超声波对金属的清洗、超声波对金属的清洗众所周知，金属棒材经挤压成丝后，金属丝的外众所周知，金属棒材经挤压成丝后，金属丝的外部往往有一层碳化膜和油，用酸清洗或其它清洗方法，部往往有一层碳化膜和油，用酸清洗或其它清洗方法，很难让污物去除（尤其整盘丝）。很难让污物去除（尤其整盘丝）。超声波清洗器超声波牙刷超声波牙刷不用洗衣粉的洗不用洗衣粉的洗衣机衣机 一般洗衣机洗衣服一般洗衣机洗衣服要用大量的洗衣粉。有一种要用大量的洗衣粉。有一种洗衣机可以不用洗衣粉洗衣机可以不用洗衣粉,照照样能把衣服洗干净。日本人样能把衣服洗干净。日本人首先在洗衣机中输入声波首先在洗衣机中输入声波,利用超声波在洗衣机水缸内利用超声波在洗衣机水缸内产生大量气泡产生大量气泡,借助气泡破借助气泡破灭产生一种不大不小的作用灭产生一种不大不小的作用力力,代替洗衣粉代替洗衣粉,把衣服表面把衣服表面肮脏的微粒清除掉。肮脏的微粒清除掉。你知道吗？你知道吗？超声的超声的“破碎破碎”能力能力使油和水混合使油和水混合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。利用超声波的巨大能量还利用超声波的巨大能量还能使物体振动，可以把人能使物体振动，可以把人体内的体内的结石击碎结石击碎超声波体外碎石机超声波体外碎石机对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达对于咽喉炎、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（到患病的部位。利用加湿器的原理（把超声波把超声波通入水罐中，通入水罐中，剧烈的振动剧烈的振动会使罐中的会使罐中的水破碎成许多水破碎成许多小雾滴小雾滴）把把药液雾化药液雾化，让病人吸入，能够增，让病人吸入，能够增进疗效。进疗效。超声在超声在医学医学上的应用上的应用:利用超声波的巨大利用超声波的巨大能量能量还可以把人体内的还可以把人体内的结石击碎结石击碎人体各个内脏的表面对人体各个内脏的表面对超声波的反射能力超声波的反射能力是是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样。平常说的不一样。平常说的“B B超超”(B(B型超声仪型超声仪)就是就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生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。分析体内的病变。超声波与农业超声波与农业提高发芽率，缩短发芽时间提高发芽率，缩短发芽时间 20002000年年8 8月月1212日，俄罗斯的日，俄罗斯的“库尔斯克库尔斯克”号号核潜艇在巴伦支海遇难沉没。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出直至接收到潜艇的回波经历的时间为t t=0.146s=0.146s，则潜艇沉没的实际深度则潜艇沉没的实际深度h h 约为多大？取整数值（超声约为多大？取整数值（超声波在海水中的传播速度波在海水中的传播速度v v=1450m=1450ms)s)你有这样的疑问吗？可能是地震前发出：我们人耳听不见的声音。可能是地震前发出：我们人耳听不见的声音。地震之前，蛇、鼠等都会出洞，许多动物地震之前，蛇、鼠等都会出洞，许多动物都表现为不耐烦的状态，而我们人类却毫无感都表现为不耐烦的状态，而我们人类却毫无感觉，这又是什么原因呢？觉，这又是什么原因呢？核爆炸核爆炸导弹发射导弹发射次声次声火山火山地震地震风暴与海啸次声次声大象走路或相互联系时发出次声波大象走路或相互联系时发出次声波 次次 声声1)1)定义定义:频率频率低于低于20Hz20Hz的声音称为的声音称为次声次声.2)2)特点特点:3)3)危害危害:不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能不仅可以穿透大气、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。还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤。次声波对心脏影响最为严重，最终可导致死亡。次声波对心脏影响最为严重，最终可导致死亡。（1 1）传得很远；（）传得很远；（2 2）频率低，很容易绕过阻碍）频率低，很容易绕过阻碍物；（物；（3 3）而且无孔不入。）而且无孔不入。具有很强的穿透性具有很强的穿透性 4).次声源：次声源：自然界：火山爆发、地震、风暴等。自然界：火山爆发、地震、风暴等。人为：核爆炸、导弹发射等人为：核爆炸、导弹发射等 5）.要尽量防止次声的产生，要尽量防止次声的产生，尽量远离次声。尽量远离次声。19481948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，其妙地死光；在匈牙利鲍拉得利山洞入口，3 3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸吸.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 在在2020世纪世纪3030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，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一种惶恐不安和迷惑不解的神情，并很快蔓延到整个剧场 原原来来，人人体体内内脏脏固固有有的的振振动动频频率率和和次次声声频频率率相相近近似似（0.010.012020赫赫），倘倘若若外外来来的的次次声声频频率率与与身身体体内内脏脏的的振振动动频频率率相相似似或或相相同同，就就会会引引起起人人体体内内脏脏的的“共共振振”，从从而而使使人人产产生生头头晕晕、烦烦躁躁、耳耳鸣鸣、恶心等等一系列症状。恶心等等一系列症状。特特别别是是当当人人的的腹腹腔腔、胸胸腔腔等等固固有有的的振振动动频频率率与与外外来来次次声声频频率率一一致致时时，更更易易引引起起人人体体内内脏脏的的共共振，使人体内脏受损而丧命。振，使人体内脏受损而丧命。超声波的频率远大于人内脏的固有频率，不会超声波的频率远大于人内脏的固有频率，不会“共振共振”。超声波对人体是否也有这样的危害呢？超声波对人体是否也有这样的危害呢？为什么次声波能致人于死呢？为什么次声波能致人于死呢？(4)(4)次声波的应用次声波的应用A.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.B.由由地地震震引引起起的的巨巨大大海海浪浪的的传传播播速速度度和和台台风风中中心心的的移移动动速速度度都都小小于于次次声声波波的的波波速速，所所以以接收次声波能预报破坏性很大的海啸、台风接收次声波能预报破坏性很大的海啸、台风.C.C.国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站次声定位站”，监测着海潮的洋，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.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死，且无一能幸免次声武器能够穿透1515厘米的混凝土和坦克钢板人即使躲到防空洞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或钻进坦克的“肚子肚子”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次次声声波波和和超超声声波波次次声声波波超超声声波波频率低于频率低于20Hz的声波叫次声波的声波叫次声波.应用：可以探测核武器试验和导弹发射应用：可以探测核武器试验和导弹发射 预报破坏性很大的海啸、台风等预报破坏性很大的海啸、台风等频率高于频率高于20000Hz的声波叫超声波的声波叫超声波.应用：确定潜艇、鱼群的位置或海洋的深度应用：确定潜艇、鱼群的位置或海洋的深度 超声波探伤仪超声波探伤仪 超声加湿器超声加湿器 医学上的医学上的B超超 消毒杀菌等消毒杀菌等次声次声“杀人杀人”之谜之谜18901890年，一艘名叫年，一艘名叫“马尔波罗号马尔波罗号”帆船在从新西帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了2020年后，年后，人们在火地岛海岸边发现了它奇怪的是：船上人们在火地岛海岸边发现了它奇怪的是：船上的开都原封未动完好如初船长航海日记的字的开都原封未动完好如初船长航海日记的字迹仍然依稀可辨；就连那些死已多年的船员，也迹仍然依稀可辨；就连那些死已多年的船员，也都都“各在其位各在其位”，保持着当年在岗时的，保持着当年在岗时的“姿势姿势”；19481948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，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；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廊里，在匈牙利鲍拉得利山洞入口廊里，3 3名旅游者齐名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸刷刷地突然倒地，停止了呼吸.次声波的危害次声波的危害 原原来来，人人体体内内脏脏固固有有的的振振动动频频率率和和次次声声频频率率相相近近似似（0.010.012020赫赫），倘倘若若外外来来的的次次声声频频率率与与身身体体内内脏脏的的振振动动频频率率相相似似或或相相同同，就就会会引引起起人人体体内内脏脏的的“共共振振”，从从而而使使人人产产生生头头晕晕、烦烦躁躁、耳耳鸣鸣、恶恶心心等等一系列症状。等等一系列症状。特特别别是是当当人人的的腹腹腔腔、胸胸腔腔等等固固有有的的振振动动频频率率与与外外来来次次声声频频率率一一致致时时，更更易易引引起起人人体体内内脏脏的的共共振，使人体内脏受损而丧命。振，使人体内脏受损而丧命。超声波的频率远大于人内脏的固有频率，不会超声波的频率远大于人内脏的固有频率，不会“共振共振”。超声波对人体是否也有这样的危害呢？超声波对人体是否也有这样的危害呢？为什么次声波能致人于死呢？为什么次声波能致人于死呢？近年来，一些国家利用次声能够近年来，一些国家利用次声能够“杀杀人人”这一特性，致力次声武器这一特性，致力次声武器次声炸弹的次声炸弹的研制。尽管眼下尚处于研制阶段，但科学家们研制。尽管眼下尚处于研制阶段，但科学家们预言：只要次声炸弹一声爆炸，瞬息之间，在预言：只要次声炸弹一声爆炸，瞬息之间，在方圆十几公里的地面上，所有的人都将被杀死，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。次声武器能够穿透且无一能幸免。次声武器能够穿透1515厘米的混厘米的混凝土和坦克钢板。人即使躲到防空洞或钻进坦凝土和坦克钢板。人即使躲到防空洞或钻进坦克的克的“肚子肚子”里，也还是一样地难逃厄运。次里，也还是一样地难逃厄运。次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建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筑物。但两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多弹强得多 次声武器次声武器次声波的作用：次声波的作用：1 1、科学家通过研究和监测，将它作为、科学家通过研究和监测，将它作为预预报报地震、台风的依据和地震、台风的依据和监测监测核爆炸的手段。核爆炸的手段。2 2、次声波、次声波武器武器D3000真空不能传播声音真空不能传播声音 练习：练习：1.下列事实中，应用了次声的是：（下列事实中，应用了次声的是：（）A 抚仙湖水下考古用声纳测湖底情况抚仙湖水下考古用声纳测湖底情况 B 海豚判断物体的位置和大小海豚判断物体的位置和大小 C 蝙蝠确定目标的方向和距离蝙蝠确定目标的方向和距离 D 预报海啸、台风预报海啸、台风 2.科学工作者为了探究海底某处的深度，科学工作者为了探究海底某处的深度，向海地垂直发射超声波，经过向海地垂直发射超声波，经过4S后受到回后受到回波信号，海洋中该处的深度是波信号，海洋中该处的深度是 m，这，这种方法不能用来测量月球和地球之间的距种方法不能用来测量月球和地球之间的距离，其中的原是离，其中的原是 。一、超声与次声一、超声与次声1.1.人耳能听到的声音人耳能听到的声音.其频率范围大致在其频率范围大致在20Hz-20000Hz20Hz-20000Hz之间之间2.2.超声：频率高于超声：频率高于20000Hz20000Hz的声音的声音 不能引起人类听觉器官的感觉不能引起人类听觉器官的感觉3.3.次声：频率低于次声：频率低于20Hz20Hz的声音的声音不能引起人类听觉器官的感觉不能引起人类听觉器官的感觉总结：今天你学到了什么二、超声的应用：超声导航超声导航声呐（在液体中）穿透能力强穿透能力强超声诊断仪（B超）金属探伤仪破碎能力强破碎能力强杀菌、消毒清洗精密零件5、将不可混合液体混合如油和水缩短种子发芽时间，提高发芽率；促进植物生长缩短种子发芽时间，提高发芽率；促进植物生长3、人体内结石击碎4、超声波加湿器（雾化）三、次三、次 声声1、什么是次声？低于20Hz的声音2、什么情况下会产生次声?自然界中火山爆发、地震、风暴等一些机械工作时一些动物运动时(如蝴蝶振翅)3、次声危害和应用应用:预报海上风暴等危害:使机器设备破裂、飞机解体、建筑物被破坏在强次声环境中会产生恶心、眩晕等症 状，甚至会造成内脏出血破裂，危及生命。作业：1、