第8节次声波和超生波

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,8,节 次声波和超生波,教材解读,物理与生活,如图,1081,所示是医生正在用“,B,超”对人体进行检查,思考讨论 医生用,B,超机的什么物理知识给患者看病的,?,知识详解,知识点,1,次声波,1,次声波的定义,次声波：频率低于,20 Hz,的声波叫做次声波,(,次声波的最低频率可达,l10,-4,Hz),2,次声波的产生及特点,(1),次声波的产生,次声波来源非常广泛：火山爆发、地震、台风、核爆炸、火箭起飞等都能产生次声波,(2),次声波的特点,次声波频率低，波长长,(,如,1 Hz,的次声波在空气中的波长为,340 m),次声波在传播过程中衰减很慢，沿地面传播时有的可绕地球几圈,2,次声波的利用,(1),从接收到的次声波，可探知几千千米外的核武器试验和导弹发射,(2),从接收到的次声波能预报破坏性很大的海啸、台风等,知识点,2,超声波,1,超声波的定义,超声波：频率高于,210,4,Hz,的声波叫做超声波,(,超声波的最高频率可达,510,8,Hz),2,超声波的特点,(1),超声波频率大，波长短，因而衍射现象不明显，基本上沿直线传播,(2),超声波的频率比光波和无线电波的频率小得多，因此被其他物体吸收的能力弱，在水中传播的距离要比光波和电磁波远得多,(3),超声波的穿透本领很强，能透过几米厚的金属,3,超声波的利用,(1),由于超声波在水中传播的距离比电磁波、光波传播得远，且沿直线传播，可制成声呐装置，这种装置集发射和接收反射回的超声波为一体，能用来确定潜艇、鱼群的位置和海底的深度,(2),根据超声波穿透性强的特点，可制成超声波探伤仪，探测金属内部的缺陷,(3),超声波在液体中传播时，可使液体内部产生相当大的液压冲击，可把各种物体表面的污垢清洗干净,还可利用超声波把水“打碎”成直径仅为几微米的小水珠，增大空气的湿度,(4),超声波在医疗上有广泛的应用，如“,B,超”就是利用超声波探查人体内部各种器官、组织等有无异样；还有,A,型超声、超声多普勒方法等多种利用超声波的诊断方法,用超声波可以把药物击碎成微粒和空气混合形成“药雾”，直接治疗肺部疾病,用超声波还可进行消毒杀菌,4,动物发射和接收超声波的功能,蝙蝠靠发出超声波的回声来发现目标，确定飞行方向,海豚有完善的超声波探测系统,第七、八节典例剖析,1,多普勒效应产生原因的定量分析,例,1,如图,1071,所示，表示的是产生机械波的波源,O,正在做匀速直线运动的情况，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布为了使静止的频率传感器能接收到波的频率最高，则应该把传感器放在,(),A,A,点,B,B,点,C,C,点,D,D,点,解析 由图可知，波源,O,正在向左做匀速直线运动，则应该把传感器放在,A,点，传感器和波源的距离变小，传感器能接收到波的频率最高,.,答案,A,点拨 本题需要认清波源和接收者的距离关系，掌握有关多普勒效应的规律,2,光波的多普勒效应,例,2,下面有关多普勒效应的说法中不正确的是,(),A,发生多普勒效应时,波源的频率发生了变化,B,发生多普勒效应时，观察者接受的频率发生了变化,C,向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳，这就是多普勒效应,D,不仅机械波有多普勒效应,其它波也有此效应,解析多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动时，观察者感觉到的频率与波的实际频率不同，其实波源的频率并未改变多普勒效应是所有波包括机械波、光波、电磁波等都存在的普遍现象,答案,A,点拨只有了解多普勒效应的实质、产生原因及其普遍性，才能很好地解决此类问题,3,次声波的产生和特点,例,3,超声波由于它具有不同于可闻声波的特性，在现代生产技术和科学研究中有许多重要应用，下列选项中，哪些属于超声波的应用,(),A,探查几米厚金属内部缺陷,B,把普通水变成雾气喷射到房间的空气中,C,探查人体内部的各器官、组织等有无异常,D,进行人体按摩、治疗神经痛等疾患,解析本题是考查超声波的特性及应用问题,超声波的频率很高，波长小，基本沿直线传播，且传播能量大，距离远等,A,、,C,是利用超声波的穿透本领和反射特性，,B,、,D,是利用超声波在液体或传播的液压冲击特性,答案,ABCD,点拨超声波的应用很广泛，应在了解超声波的基本特性的基础上进行分类记忆,易错点和易忽略点导析,易错点：不同频率的波在同种介质中的传播,易错点导析：频率不同的各种波在同一均匀介质中传播速度都是相同的，这一点易出错另外，次声波和超声波不能引起人类听觉器官的感觉，这一点易忽略,【,例,3】,波长为,60 m,和,17 m,的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是,(),A,波长,60m,的声波比波长,17 m,的声波传播速度慢,B,波长,60 m,的声波比波长,17 m,的声波频率小,C,波长,60 m,的声波不能被人听见,D,波长,60 m,的声波比波长,17 m,的声波易发生衍射,错解：,A,错解分析：错选,A,项的同学，是不理解波速由介质决定造成的漏选,C,项是未经计算或对人耳听到声音的频率范围不清楚造成的,.,正确解法；,B,、,C,、,D,点拨：不同频率的声波在空气中的波速相同，波传播的快慢由介质决定，与波长无关，故,A,项错误；由于不同频率的声波在空气中波速相同，所以波长越大，频率越小，故,B,选项正确；由,v=,f,可知，波长为,60 m,的声波频率为,5,6 Hz,，不在,20,20 000 Hz,范围内，人听不到，故,C,项正确；波长较长的声波较易发生衍射，所以,D,项正确,创新讲解,一、学科综合思维专题点拨,学科综合思维导析：次声波和超声波的基本性质和基本规律，经常作为综合应用题的习题背景，综合运动学、回声、多普勒效应等考查同学们分析综合问题的能力,【,例,1】,蝙蝠在洞穴中飞来飞去，是利用超声脉冲导航，它发射的超声脉冲持续时间不大于,10,3,s,，且每秒内发射多次，假设蝙蝠发射的超声波的频率为,3,910,4,Hz,，在一次飞向表面平滑的墙壁时，它的飞行速度为超声波传播速度的 ，试问蝙蝠接收到自身发射的超声波经墙壁反射回来的脉冲频率是多少？,解：设波速为,v,，蝙蝠的速度为,u,由于蝙蝠的运动，墙壁接收的超声波的波长变短，使得频率变大 ，经墙壁反射回来的超声波的超声波,f,1,保持不变，波长不变。但是，由于蝙蝠的运动，使得蝙蝠感到波速变大，接收到的频率变大 解两式可得,点拨：本题以蝙蝠利用超声波脉冲导航为背景，综合考查了波的反射和多普勒效应，并涉及到发生多普勒效应的两种情况解决此类问题的关键是建立物理模型充分挖掘有用信息,二、实际应用思维专题点拨,实际应用思维导析：超声波波长短，故直线传播性好，可定位发射和接收另一方面，超声波比无线电波频率小得多，在水中传播的距离要比无线电波远得多若在船中装上声呐，能确定水下目标所在的位置,【,例,2】,利用超声波可以探测鱼群的位置，一只装有超声波发射和接收装置的渔船，当它向选定的方向发射出频率为,5,810,4,Hz,的超声波后，经过,0,64 s,收到从鱼群反射回来的超声波，已知,5,810,4,Hz,的超声波在水中的波长为,2,5 cm,，求这群鱼跟渔船的距离,解：设鱼群与渔船的距离为,s,，则超声波从发出到收回的全过程中，超声波所走过的路程为,2s,，设超声波在水中的传播速度为,v,，则由题意有：,v,t=2s,，其中的波速,v,可由公式,v=,f,，求得联立得,点拨：超声波从声呐传出后，沿直线传到目标后反射回来，测得所用时间,t,，则在这段时间内波所传播的距离为渔船到鱼群距离的两倍，这是解决本题的关键,课堂小结,1,知识结构及要点小结,2,知识规律、易错疑难小结,