声音的产生与传播.docx
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声音的产生与传播
第一章声现象
第一节声音的产生与传播
教学目标：
1声音是由物体振动产生的。
2声音的传播需要介质。
3声音在不同介质中传播速度不同。
知道15℃的空气中的声速是340m/s。
教学重点：
通过观察和实验,探究声音的产生和传播.
教学难点：
组织、指导学生在探究过程中，仔细观察、认真分析，并能得出正确结论.
教学方法：
实验法、观察法.
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
我们生活的世界充满了各种声音。
有优美动听的音乐，给人以美的享受，也有些声音使人感到刺耳难听。
我们无时无刻不在与声打交道，声音无时不有，无处不在，声音是我们了解周围事物、获取信息的主要渠道。
同学们想知道与声有关的哪些问题呢？
提出相关问题，黑板上列出：
1．声音是怎样产生的？
2．声音怎样从发声体向远处传播的？
二、探究声音是怎样产生的
1．自学课本第一自然段及插图，观察讨论物体发声的共同特征。
在同学讨论基础上动手做一些活动，使物体发声（如拨动钢尺，敲击桌面，用手指按住自己的喉头两侧后说话、唱歌等），观察、总结物体发声的共同特征：
发声的物体都在振动。
2：
体验哪些物体能发声。
通过拍打水面、吹口哨等活动，体会除了固体能振动发声外，液体、气体也能振动发声。
三、探究声音是怎佯从发声体传播出去的。
先让同学们大胆猜想，进而设计实验研究声音的传播条件是需要介质。
一切气体、液体和固体都能传播声音。
1、声音可以在真空中传播吗？
讲解：
“真空铃”实验：
请学生仔细听声音，有什么变化？
说明什么？
学生小结：
真空中不能传声
2、声音是以什么方式传播的。
将点燃的蜡烛放在正在播音的录音机的喇叭旁边，当喇叭中发出较强的声音时，你将看到什么现象？
此现象说明了什么？
四、你知道声速吗？
为什么打雷时先看到闪电而后听见雷声？
打雷时总是先看到闪电而后听到雷声，说明声音传播需要时间，声音每秒内传播的距离叫声速。
五．小结：
小组内交流你的收获，提出你的疑惑。
六、布置作业
课本P
七、板书设计
第一节声音的产生和传播
一、声音的产生
二、声音的传播
三、声速
第二节我们怎样听到声音
教学目标
1．了解人类听到声音的过程。
2．知道骨导的原理。
3．了解双耳效应及其应用。
教学重点
1．人类听到声音的“物理过程”。
2．骨导的原理。
教学难点
通过实验和生活经验，体验人是如何听到声音的。
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
我们生活的世界充满了各种丰富多彩的声音，我们凭借耳朵听到声音，那么，你知道耳朵通过什么途径感知声音呢？
二、进行新课
1．我们是怎样听见声音的——耳朵的构造
出示人耳的构造挂图：
这就是我们的耳朵，外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就听到了声音。
在声音传递给大脑的整个过程中，任何部分发生障碍（例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏），人都会失去听觉，导致耳聋。
由于听觉神经损坏而导致的耳聋为神经性耳聋；由于声音的传导发生了障碍（如鼓膜、听小骨损坏）而导致的耳聋为非神经性耳聋。
在我们的周围，有很多人因为各种原因失去听觉，我们每一位健康的人应该关心、帮助残疾人，致力于这方面的研究，使这些人恢复听觉。
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骨传导。
一些失去听觉的人可以利用骨传导来听声音。
例如：
音乐家贝多芬耳聋后，就是用牙咬住木棒的一端，另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声，从而继续进行创作的。
他的这种对音乐的执着和刚强的意志，真让我们健康人为之震撼。
2、双耳效应与立体声
实际中我们如何来确定发声体的位置呢？
通常的情况下，我们可以利用眼睛来确定发声体的位置。
如果将你的双眼蒙上，能大致确定发声体的位置吗？
由于人有两只耳朵，声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也就不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。
在我们的生活中，许多音响设备都是双声道立体声或多声道立体声，这又是怎么回事呢？
下面让我们对这一问题进行探讨。
人们平常听到的声音是立体的。
要想重现舞台上的立体声，使我们有身临其境的感觉，可以把两只话筒放在左右不同的位置（相当于人的两只耳朵），用两条线路分别放大两路声音信号，然后通过左右两个扬声器播放出来，这样，就会感到不同的声音是从不同的位置传来的，这就是常说的双声道立体声。
如果想得到更好的立体声音效果，可以在声源的四周多放几只话筒，在听众的四周对应地多放几只扬声器，这样听众就会感到声音来自四面八方，立体效果就更好。
三、小结
本节课我们主要学习了以下内容：
1．声音传播的两种途径：
（1）空气传导
（2）骨传导
2．双耳效应
四、布置作业
查阅资料了解双声道立体声。
五、板书设计
第二节我们是怎样听到声音的
一、声音传播的两种途径：
（1）空气传导
（2）骨传导
二、双耳效应
第三节声音的特性
教学目标
1．了解声音的特性。
2．知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关。
3．不同发声体发出乐音的音色不同。
教学重点
音调、响度、音色的概念及其相关因素。
教学难点
探究决定音调、响度的因素。
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
生活中我们接触到的声音各种各样，千差万别。
其中有许多声音让我们感到悦耳、动听。
例如：
音叉发出的声音、人歌唱的声音、各种乐器的演奏声等，它们都是物体做规则振动时发出的声音，物理学中把这类声音叫做乐音。
有的声音听起来音调高，有的声音听起来音调低，声音为什么会有音调高低的不同呢？
让我们一起来做下面的探究活动。
二、进行新课
1．音调和频率的关系。
运用钢尺，想办法使钢尺发声。
我们可以把钢尺紧压在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音。
如果钢尺伸出桌边的长度短一些，观到钢尺振动发声时振动得快慢及声音的特点？
此时，钢尺振动得较快，声音尖而细。
如果使钢尺伸出桌边的长度较长一些，再次拨动，比较两种情况下钢尺振动得快慢和发出的音调。
结论：
当钢尺伸出桌边的长度较短时，钢尺振动得较快，音调高；当钢尺伸出桌边的长度较长时，钢尺振动得慢，音调低。
学生阅读教材内容，并分组讨论下列问题。
（1）频率的物理意义是什么？
什么叫频率？
（2）在国际单位制中，频率的单位是什么？
（3）物体振动得快慢、频率跟音调的关系是什么？
（4）大多数人能够听到的频率范围是什么？
（5）什么叫超声波？
什么叫次声波？
（6）生活中你对超声波、次声波了解多少？
能说出它们的一些用处吗？
教师总结：
频率是用来描述物体振动快慢的物理量，物理学中把物体在每秒内振动的次数叫做频率。
在国际单位制中，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。
下面就是“音调与频率的对应关系”
频率决定声音的音调。
物体振动得快，频率高，发出的音调就高；物体振动得慢，频率低，发出的音调就低。
大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz。
其中20Hz是人类听觉的下限，20000Hz是人类听觉的上限。
讨论：
振动会发出声音，为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？
请同学们分组讨论。
蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次，蚊子的翅膀一秒钟振动500~600次，由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围，当然人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。
而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。
频率高于20000Hz的声音叫做超声波。
频率低于20Hz的声音叫做次声波。
2．超声波
超声波有两个特点：
一个是能量大，一个是沿直线传播。
其应用主要有以下几个方面
（1）超声波加湿器、治疗咽喉炎及气管炎的药液雾化器利用超声波的高能量将液体破碎成许多小雾滴。
（2）超声波清洗污垢。
（3）声纳利用超声波基本上沿直线传播探测水中的暗礁、敌人的潜艇，测量海水的深度。
（4）超声波探伤仪利用超声波沿直线传播探测金属、陶瓷、混凝土制品内部是否有气泡和裂纹。
（5）医院利用B超（B型超声波）分析体内的病变。
（6）许多自然灾害如地震、火山爆发、龙卷风等在发生前都会发出次声波，科学家们用次声波来预测台风、研究大气结构等，在军事上可以利用次声来侦察大气中的核爆炸、跟踪导弹等等。
3．波形与频率
教师简单介绍示波器的作用并演示：
在这里，我们要用示波器显示声波的波形，示波器的构造复杂，工作原理要在高中物理的电场部分涉及到，目前同学们的知识还不足以理解它。
另外，我们也没有必要弄懂它，只要我们会正确使用就行了。
4．振幅与响度
问：
轻敲和重敲同一个音叉（即频率相同的音叉），音叉发声的波形有什么不同？
轻敲音叉时，波形的幅度小；重敲音叉时，波形的幅度大。
但两种情况下，波形的疏密程度相同。
声音有音调的不同，也有强弱的不同。
物理学中把声音的强弱叫做响度。
响度也就是我们平常所说的声音的大小。
怎样才能使物体振动发出的声音更响？
轻敲鼓面，鼓皮振动的幅度小，声音弱，响度小；重敲鼓面，鼓皮振动的幅度大，声音强，响度大。
教师总结：
物体振动的幅度叫振幅。
物体的振幅越大，声音的响度就越大。
那么振幅是确定响度的惟一因素吗？
实际中，响度还跟听者与发声体的距离有关。
距发声体越远，听到的声音越小，响度越小。
音调和响度是声音的两个不同的特征。
响度大的声音，音调不一定高；音调高的声音，响度也不一定大。
在同一首歌曲中，音调低的“1”可以唱得比音调高的“5”更响。
练习：
请同学们讨论并回答，蚊子的叫声与黄牛的叫声相比，哪个音调高？
哪个响度大？
参考解答：
蚊子的叫声音调高；
黄牛的叫声响度大。
5、音色
频率的高低决定声音的音调。
但是不同的物体发出的声音，即便音调相同，我们还是能够分辨它们。
在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。
物理上，把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。
不同乐器演奏C调的“1”时，波形各不相同，音调相同，频率相同；但振幅不同，响度不同。
三、小结
本节课我们主要学习了以下内容：
（1）乐音的三个特征：
音调、响度和音色。
（2）音调是由发声体振动的频率决定的。
（3）响度是由发声体的振幅决定的。
（4）不同的发声体具有不同的音色。
四、布置作业
五、板书设计
第三节声音的特性
一、音调
二、响度
三、音色
第四节 噪声的危害和控制
教学目标
1．了解噪声的来源和危害。
2．知道防治噪声的途径，增强环境保护的意识。
教学重难点
教学要从环境保护出发，突出噪声的危害和怎样减弱噪声，联系实际，提高学生保护环境的意识。
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
声音多种多样。
优美的乐音令人心情舒畅，而杂乱的声音——噪声刺耳难听，让人感到心烦意乱。
噪声问题伴随着现代化大工业的发展而逐渐突出。
近年来，噪声已列为国际公害，它严重地污染着环境，危害着人们的身心健康。
噪声污染已与水污染、空气污染、固体废弃物污染一起，成为当代社会的四大污染。
二、进行新课
（一）噪声的来源
请你们阅读书上关于噪声的来源的描写，分组讨论并回答下面的问题：
1．从物理学的角度看，什么是噪声？
用什么实验可以验证你的说法？
2．从环境保护的角度看，什么是噪声？
3．城市噪声的主要来源有哪些？
4．观察我们的周围噪声的来源，总结一下。
学生带着问题有目的地阅读，并分组讨论。
老师巡回指导，鼓励学生联系生活、生产实际。
总结1：
从物理学的角度看，噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。
铁钉刮玻璃时产生的噪声的波形没有规则，音叉声音的波形有规则。
观察噪声的波形可以看出，噪声是由众多的频率组成的并具有非周期性振动的复合声音。
音波波形不规则，听起来感到刺耳。
总结2：
从环境保护的角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音以及对人们要听的声音产生干扰的声音，都属于噪声。
例如：
优美动听的音乐有时也会变为噪声。
总结3：
城市噪声的来源是非常多的。
（1）交通运输噪声：
各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。
（2）工业噪声：
纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声。
（3）施工噪声：
筑路、盖楼、打桩等。
（4）社会生活噪声：
家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声。
（5）小商贩的叫卖声。
（二）噪声的等级和危害
声音有强有弱，声音的强弱通常以分贝（符号是dB）为单位来表示。
噪声的危害表现在以下几个方面
（1）心理影响：
使人烦躁、精力不集中，妨碍睡眠和休息。
（2）生理影响：
使人耳聋、头痛、消化不良、视觉模糊等，严重的神志不清、休克或死亡。
（3）高强度的噪声能够损坏建筑物。
喷气式飞机产生的噪声能够将附近建筑物的窗户玻璃震碎，噪声导致工作设备“疲劳”以至断裂等。
（三）控制噪声的危害，学会自我保护
噪声会严重影响人们的工作和生活，因此，控制噪声十分重要。
首先我们看下面的问题：
声音从产生到引起听觉的三个阶段是什么？
根据这三个阶段，请你思考控制噪声的途径是什么？
1．声音从产生到引起听觉有这样三个阶段：
（1）声源的振动产生声音。
（2）空气等介质的传播。
（3）鼓膜的振动。
2．控制噪声的三种途径是
（1）防止噪声产生（在声源处减弱）。
（2）阻断它的传播（在传播过程中减弱）。
（3）防止它进入人耳（在人耳处减弱）。
生活中，当我们不可避免的处于噪声环境中时，要注意保护好自己。
三、小结
本节课我们主要学习了以下内容：
1．噪声的来源及其波形的特点。
2．从物理学和环境保护的角度看，噪声分别指什么。
3．噪声的危害。
4．减弱噪声的有效途径。
四、布置作业
课本P
五、五、板书设计
第四节噪声的危害和控制
一、噪音的定义
二、噪音的来源
三、噪音的危害
四、减弱噪音的途径
第五节 声的利用
教学目标
了解现代技术中与声有关的知识应用。
教学重难点
现代技术中与声有关的知识应用，声在现代技术中的应用。
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
同学们好，在这一单元我们学习了有趣的声现象，知道了声的概念，包括声音（人耳能感觉到的那部分声）、超声（频率高于20000Hz的声）和次声（频率低于20Hz的声）。
声在生活实际、工农业生产和现代科技中的应用非常广泛，请同学们说出所了解的利用声的实例。
（学生举例后教师总结）远处隆隆的雷声预示着一场可能的大雨，古代雾中航行的水手通过号角的回声能够判断悬崖的距离，这些都是声传递信息的例子。
在我们的生活、工业生产、现代科学技术与声有着密切的关系，这节课我们就来学习声的利用。
二、新课教学
（一）声在医疗上的应用
1．中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”就是听，这是利用声音诊病的最早例子。
2．利用B超或彩超可以更准确地获得人体内部疾病的信息。
医生向病人体内发射超声波，同时接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息通过处理后显示在屏幕上。
超声探查对人体没有伤害，可以利用超声波为孕妇作常规检查，从而确定胎儿发育状况。
3．药液雾化器
对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位。
利用超声波的高能量将药液破碎成小雾滴，让病人吸入，能够增进疗效。
4．利用超声波的高能量可将人体内的结石击碎成细小的粉末，从而可以顺畅地排出体外。
（二）超声波在工业上的应用
1．利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工，这种加工的精度和光洁度很高。
2．在工业生产中常常运用超声波透射法对产品进行无损探测。
超声波发生器发射出的超声波能够透过被检测的样品，被对面的接收器所接收。
如果样品内部有缺陷，超声波就会在缺陷处发生反射，这时对面的接收器便收不到或者不能全部收到发生器发射出的超声波信号。
这样就可以在不损伤被检测样品的前提下，检测出样品内部有无缺陷，这种方法叫做超声波探伤。
3．在工业上用超声波清洗零件上的污垢。
在放有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。
（三）声在军事上的应用
1．现代的无线电定位器——雷达，就是仿照蝙蝠的超声波定位系统设计制造的。
很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官。
蝙蝠通常只在夜间出来觅食、活动，但它们从来不会撞到墙壁、树枝上，并且能以很高的精确度确认目标。
它们的这些“绝技”靠的是什么？
原来蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置和距离。
2．声纳
根据回声定位的原理，科学家们发明了“声纳”，利用声纳系统，人们可以探测海洋的深度、海底的地形特征等。
（四）声在生活中的应用
1．超声波加湿器
理论研究表明：
在振幅相同的条件下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比。
超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。
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。
2．超声波测速仪
超声波测速仪是利用超声波测定运动物体速度的仪器，超声波测速仪固定在道路旁，向着驶来的车辆发射一定频率的超声波，超声波遇到车辆后会被车辆反射回来再被测速仪接收到，而接收到的超声波的频率已经改变了，根据频率的变化，就能确定车辆行驶速度的快慢了。
测速仪除利用超声波外，还可利用电磁波，如雷达测速仪就是利用电磁波测定运动物体速度。
三、小结
四、布置作业：
课本P
五、板书设计
第五节声音的利用
一、声音可以传递信息
二、声音可以传递能量
第二章光现象
第一节 光的传播
教学目标
1.了解光源，知道光源大致分为自然光源和人造光源两类。
2.理解光沿直线传播及其应用。
3.了解光在真空和空气中的传播速度c=3×108m/s。
教学重点：
光的直线传播。
教学难点：
用光的直线传播来解释简单的光现象。
教学准备：
激光演示器、盛有水的水槽、棱镜、白屏、水、
教学过程
一、引入新课
在生活中有很多奇妙的现象：
如打雷时，雷声和闪电在同时同地发生，但为什么我们总是先看到闪电后听到雷声？
人的影子为什么早晚长中午短呢？
在开凿大山隧道时，工程师们用什么办法才能使掘进机沿直线前进呢？
这节课我们就一起来研究有关光现象的问题。
二、新课学习
（一）光源
你知道生活、生产中哪些物体可以发光吗？
太阳、电灯、蜡烛、手电筒、火把、油灯、霓虹灯、钠灯、汞灯、氖灯、萤火虫……能发光的物体很多，那么上面的物体有何共同特征呢？
刚刚说的物体都能发光，比如太阳和蜡烛都是光源，它们有何不同呢？
我们把太阳这样的光源叫做自然光源，蜡烛这样的光源叫做人造光源。
（二）光是如何传播的？
你们知道光在介质中是如何传播的吗？
大胆的猜测一下。
光可能在介质中是沿直线传播的，我们用实验来检验一下我们的猜测吧。
光是按照直线传播。
其实光沿直线传播是有条件的：
在同种、均匀、透明介质中。
由于光是沿直线传播的，在这里可以向学生交待“光线”这个物理学名词。
人们为了形象地表示光的直线传播，物理学中引入光线的概念。
光沿直线传播的应用举例：
1.激光准直，2.排直队要向前看齐，3.打靶瞄准。
光沿直线传播的事例很多，所以说学习物理知识是非常有用的，大家一定要学好这门实用的课程。
（三）用光的直线传播解释简单的光现象
①影子的形成
影的形成：
光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。
②日食、月食的成因
日食的成因：
当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。
月食的成因：
当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。
（四）光速
雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？
这表明光的传播速度比声音快。
大家回忆一下，声音在空气中（15℃）的传播速度是多大？
340m/s。
大家已知道声音在各种介质中的传播速度，那么光的传播速度是多大呢？
指导学生看阅读材料“科学世界 我们看到古老的光”，然后回答以下问题：
①“光年”是什么物理量的单位？
②牛郎星和织女星的距离是多少km?
③牛郎和织女能每年相会一次吗？
④为什么在形容一个数字很大、很大的时候，常说这是个“天文数字”？
三、小结
通过本节课的学习主要学习了以下几个问题：
1.光源。
2.光沿直线传播的条件及应用。
3.光在真空中的光速是3×108m/s，大于光在其他介质中的传播速度。
四、布置作业
课本P
五、板书设计
第一节光的传播
1.光源。
2.光沿直线传播的条件及应用。
3.光在真空中的光速是3×108m/s。
第二节 光的反射
教学目标
1.了解光在一些物体表面可以发生反射。
2.认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义。
3.理解反射现象中光路的可逆性。
4.了解什么是镜面反射，什么是漫反射。
教学重点：
用探究法研究光的反射定律。
教学难点：
用光的反射解释一些简单现象。
教学准备：
氦氖激光器、刻度尺、水、盆、平面镜。
教学过程
一、引入新课
我们都知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，你能举例说明吗？
小孔成像、影子的形成、日食和月食的形成都说明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
光在真空中的传播速度是3×108m/s。
我们为什么能看见日光灯、烛焰？
日光灯，蜡烛是光源，我们能看见光源是因为光源发出光射入我们的眼睛。
本节我们学习有关光的反射的知识。
二、新课教学
（一）光的反射定律
演示实验1：
在桌面上放一盆水，用强光的手电筒照射到水面上。
实验现象：
可以看到墙壁上有明亮的光斑，光射到任何物体表面都能发生反射。
光的反射有什么规律？
在讲光的反射规律时，让我们先弄清几个光反射中的名词。
演示实验2：
让氦氖激光器发出的一束光线射在平面镜上，引导学生观察一点、两角、三线。
教师在黑板上画出反射图。
入射点：
（O）入射光线与镜面上的接触点。
入射光线（AO）反射光线（OB）法线（ON）：
通过入射点且垂直于镜面的直线。
入射角（i）：
入射光线与法线的夹角。
反射角（r）：
反射光线与法线的夹角。
探究：
光反射时的规律
1.提出问题光在反射时遵循什么规律？
也就是说，反射光线沿什么方向射出？
2.设计实验和进行实验
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