化老师教物理:风声、雨声、读书声声声入耳
“风声、雨声、读书声声声入耳;家事、国事、天下事事事关心。”对联中是谁在发出声音?
手拨琴弦的瞬间,悦耳的声音便在耳畔回旋,发声的是手指、琴弦、空气,还是弦柱呢?
物理学中,把正在发声的物体叫做声源。
固体、液体、气体都能成为声源。
声源是如何发出声音的呢?
大家跟我一起,先把手放在喉咙处,然后“啊—— —— ——”,手有什么感觉?
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让被敲击后发声的音叉接触水面,我们看到被激起的水花。
声音是由物体振动产生的。
敲击桌面使其发声,怎么观察不到桌面的振动呢?
可以在桌面上撒些纸屑,会发现纸屑跳动起来,这就是物理学中的转换法。
我们聊天时,声带发出的声音通过空气传到耳朵。
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左边的情况,听到声音是由空气传播的。
右边,衣架挂在绳子上,绳子绕在手指上,手指堵住耳朵眼,敲击衣架,声音由谁来传播呢?
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在水中摇动小铃铛,我们是否也能听到声音呢?
声音可以在固体、液体和气体中传播。
但是,把手机放在下面的容器中,渐渐抽出空气……
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我们却渐渐听不到声音了。
真空不能传声。
声音的传播需要介质。
所以科幻电影这样拍才真实:
在下面的场景描述中,不止听到声音这一处错误,你知道还有什么不符合事实的吗?
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是的,现实世界中,我们是先看到闪电,后听到雷声的。
在运动会现场,百米跑的赛道上重点的计时员也是先看到发令枪的火光,后听到枪响,那计时员何时计时呢?
我们需要知道声音在空气中的传播速度,实验测得:
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如果计时员听到枪响计时,成绩会偏高还是偏低呢?
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古代士兵会趴在地上,耳朵紧贴地上的箭筒,这是为什么呢?
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原来,声音在大地中传播得更快,这样做可以更早知道敌人来了。
一般地,固体中的声速要比气体中的声速大很多,在钢铁中可达5200m/s。
所以,在一根钢管一端敲击一下,在另一端可以听到几次声音呢?为什么?
如果两次声音相隔0.5s,你知道钢管的长度吗?
其实,钢管中有水的时候,我们可以听到3次声音。
因为液体中的声速在固气声速之间。
在钢管中传播的声音首先到达另一端,水中之声接踵而至,最后空气中的声波姗姗来迟。
声音在介质中传播像水波、像弹簧……如你想想的那样——
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声源振动,引起由近及远的空气依次振动起来,就是声波形成了。
声从产生到传播,一直是振动,则必有能量。
扬声器的声音再大些,蜡烛火焰不由自主地抖动起来:
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在演唱会的现场的音箱的巨响、建筑工地上一堵墙轰然倒下,都能让人感受到声音的震撼。
可惜的是,有些声波,我们的耳朵想要听到,却无能为力。
怎么回事儿呢?
请听下回分解。
谢谢!