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三、超声波与次声波

声音的产生、传播与特性 · 三年级
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 超声波是频率高于20000Hz的声波,次声波是频率低于20Hz的声波,人耳均无法直接听到。

从哪来 建立在“一、空气确实存在”这一前置知识之上。因为声音的传播需要介质,既然确认了空气的存在,才能理解声波(包括超声波和次声波)是如何在空气中传播并被检测到的。

为什么 声音是由物体振动产生的,人耳能听到的声音范围有限(20Hz-20000Hz)。当物体振动频率过快(超过20000Hz)或过慢(低于20Hz)时,超出了人耳听觉结构的生理极限,因此我们听不见,但它们依然是声波,具有声波的物理特性。

讲法
适合:形象思维强、喜欢动手实验的学生 讲法:橡皮筋对比法 拿出两根粗细不同的橡皮筋。快速拨动细橡皮筋,声音尖锐(高频);慢速拨动粗橡皮筋,声音低沉(低频)。告诉学生:如果把“慢速”慢到极点,就像大象走路那样沉重缓慢,就是次声波;如果把“快速”快到极点,像蚊子嗡嗡叫再快十倍,就是超声波。人耳朵有“门槛”,太慢和太快的振动都进不来。
讲法
适合:逻辑性强、喜欢类比推理的学生 讲法:视觉类比法 用“光”做类比。人眼能看到红橙黄绿蓝靛紫,但红外线(比红光频率低)和紫外线(比紫光频率高)人眼看不见,但它们依然存在且有用。声音也一样,20Hz以下和20000Hz以上是声音的“隐形兄弟”,虽然耳朵听不见,但身体能感觉到(如次声波引起内脏共振不适),或者被仪器捕捉到。
讲法
适合:生活经验丰富、喜欢联系实际的学生 讲法:生活现象法 问学生:“为什么地震前狗会狂吠,但人没听到什么?”(次声波,动物听觉范围比人广)。再问:“为什么医生给孕妇做B超,或者超市用防盗门探测商品?”(超声波,方向性好、穿透力强)。通过这两个极端的生活案例,引出人耳听不见的“特殊声波”。
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练一道
基础题
蝙蝠在飞行中发出频率为40000Hz的声音,这属于超声波还是次声波?人耳能听到吗?
变式
某次地震中,监测仪记录到频率为15Hz的波动,同时附近的大象表现出异常焦躁。请判断该波动属于哪类声波?大象能听到吗?人耳能听到吗?
试试手自己判
检测题
海豚能发出频率为100000Hz的声音用于回声定位,而鲸鱼能发出频率为10Hz的声音用于远距离通讯。 (1) 海豚发出的声音属于______,鲸鱼发出的声音属于______。 (2) 如果人在附近,能否直接听到海豚或鲸鱼的声音?______(填“能”或“不能”)。 (3) 这两种声音的传播都需要______作为介质。
看答案和判分标准
答案:(1) 超声波;次声波 (2) 不能 (3) 介质(或空气/水)
判对标准:
(1) 两空均正确得2分,错一个扣1分。
(2) 填“不能”得1分,填“能”得0分。
(3) 填“介质”、“空气”、“水”或“固体/液体/气体”均得1分,填“真空”得0分。
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