“雪花落水也有聲”中的聲學(xué)知識(shí)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  閱讀理解型試題是近年來(lái)開發(fā)出的好題型.這種題型取材廣泛,涉及的知識(shí)面較寬,所舉事例貼近生活,所運(yùn)用的知識(shí)較為基本.為了向同學(xué)們介紹這種新題型,筆者專門編輯了一道聲學(xué)科普題,不妨感受一下.

  一般的常識(shí)告訴我們,雪花落水靜悄悄,毫無(wú)聲響.不過(guò),雪花落水真的發(fā)生聲波.

  首先要說(shuō)明的是,雪花落水發(fā)出的聲波頻率在50千赫到200千赫之間,海里的鯨魚就能聽到雪花落水所產(chǎn)生的聲響,并且這些聲響令鯨魚異常煩躁.然而,請(qǐng)不要想當(dāng)然,這些聲音不是雪花與水面撞擊發(fā)出的,而是……

  還是讓我們先讀一段故事吧.

  事情發(fā)生在冷戰(zhàn)時(shí)期,當(dāng)時(shí)美國(guó)海軍要監(jiān)視前蘇聯(lián)潛水艇的活動(dòng),他們發(fā)現(xiàn),在下雨的時(shí)候,水下聲納工作效果不好,常有噪聲干擾,甚至干脆無(wú)法監(jiān)聽.

  他們把這個(gè)問(wèn)題交給華盛頓大學(xué)聲學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室的克拉姆教授,克拉姆又找到普羅斯佩勒提教授,后者在聲學(xué)界頗有名望,是個(gè)奇才.普羅斯佩勒提猜想,這些聲音不該是雨滴撞擊水面發(fā)出,而應(yīng)是含在雨滴中的氣泡振動(dòng)發(fā)出的.他們把這個(gè)想法告訴其他科學(xué)家,大多數(shù)人都搖頭.然而克拉姆有這些搖頭科學(xué)家沒(méi)有的一個(gè)設(shè)備:一個(gè)每秒可拍攝1000張照片的高速水下攝影機(jī).利用這臺(tái)攝影機(jī),他確實(shí)在下雨時(shí)發(fā)現(xiàn)水中產(chǎn)生氣泡,這些氣泡還在不斷地收縮、膨脹、振動(dòng).他還發(fā)現(xiàn),大氣泡振動(dòng)產(chǎn)生低頻聲波,小氣泡振動(dòng)產(chǎn)生高頻聲波.

  有些人還告訴他們,漁民也常抱怨,在下雪時(shí)他們的聲納也常常偵聽不到魚群.一開始,他們也不信,因?yàn)檠┗ㄖ泻?0%以上的水,空氣不多.但是,他們不是簡(jiǎn)單否認(rèn),而是要用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證.在一個(gè)風(fēng)雪的夜晚,他們?cè)谝粋(gè)汽車旅館的游泳池找到了證據(jù),雪花落水時(shí)也產(chǎn)生氣泡,同樣,這些氣泡也振動(dòng),從而發(fā)出聲波.其實(shí),無(wú)論是人們打水漂時(shí)所聽到的細(xì)微聲響,還是瀑布的隆隆震響,都不是(或主要不是)來(lái)自石塊及巖石與水的碰撞,而是由于氣泡.

  閱讀短文后,回答下面的問(wèn)題:

 。1)聲是由于____________產(chǎn)生的,雪花落水確實(shí)發(fā)聲,它是___________產(chǎn)生的.

  (2)人正常聽到的聲音頻率在_______到________hz之間;而雪花落水發(fā)出的聲波頻率在________到____________hz之間,因而它屬于_________(選填“超聲波”、“次聲波”).

  (3)聲納裝置是利用仿生學(xué)原理制成的,它模仿的是哪種生物?

 。4)雪花落水發(fā)出的聲音對(duì)人來(lái)講不是噪音,若站在鯨魚的角度看是否屬于噪音? 為什么?

 。5)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),不論是雪花落水,還是雨滴落水發(fā)出的聲音都能被魚聽到,說(shuō)明 ___________能傳播聲音.

 。6)大氣泡每秒振動(dòng)的次數(shù)_________小氣泡每秒振動(dòng)的次數(shù).(選填高于、等于或低于)

 。7)科學(xué)家們?cè)谔骄坑甑温渌a(chǎn)生聲音的過(guò)程中,經(jīng)歷了下列的過(guò)程,請(qǐng)你把它們按正確的順序排列起來(lái):遇到問(wèn)題、______、_______、______、______,最終解決問(wèn)題.(填序號(hào)即可)

  a. 歸納分析 b.進(jìn)行實(shí)驗(yàn) c.提出假設(shè) d.得出結(jié)論

  參考答案:(1)物體振動(dòng) 氣泡振動(dòng) (2)20 2×104 5×104 2×105 超聲波(3)蝙蝠 (4)屬噪音 因?yàn)檫@些聲響令鯨魚異常煩躁 (5)液體 (水) (6)低于 (7)c b a d


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