〔關鍵詞〕 物理教學;聲現象;誤區;剖析;情景辨析
〔中圖分類號〕 G633.7〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2011)07(A)—0085—01
在“聲現象”的學習中,由于教材內容簡單,學生實際經驗少,再加上一些錯誤生活經驗的影響,導致在學習中很容易形成一些錯誤認識。本文對聲學探究實驗中容易出現的誤區進行剖析,希望對大家有所幫助。
誤區
誤區一:聲源振動停止,聲音隨之消失。乍一看,這句話好像是對的,因為我們已有相關的生活經驗。在彈吉他時,用手按住琴弦,聲音立即消失;打鼓時,一旦用手按住鼓面,鼓聲立即停止等,教材其實對此早已闡明:正在發聲的物體都在振動,振動停止,發聲也停止。
但是“發聲停止”和“聲音消失”是有區別的。“發音停止”是指聲源不再振動、停止向外傳播聲波,但原先傳送出去的聲波仍要繼續傳播。在不考慮聲音損失的情況下,聲源停止振動后,離聲源距離不同的人仍能陸續聽到它原先發出的聲音,聲音并未隨聲源振動停止而消失。例如,雷電是大家最熟悉不過的自然現象,我們總是先看見閃電后聽到雷聲,但事實上雷聲和閃電是同時產生的,這說明當我們聽見雷聲時,那里聲源的振動早已停止。另外,聲音在傳播過程中遇到障礙物會發生反射,有時經過多次反射,就會形成回聲,如在山谷中喊話后,我們還能聽到自己的聲音,這就是回聲。
誤區二:只要有振動,就一定能聽到聲音。聲音的確是由物體的振動產生的,但并非所有的振動產生的聲音我們都能聽到。主要有以下四個原因:
1.聲音的傳播需要介質,它不能在真空中傳播,若物體在真空中振動,則不會有聲音。在月球上的宇航員即使近在咫尺,也不能直接對話,因為月球上是真空的,他們的說話聲不能傳播到對方的耳朵里,所以必須借助于無線電才能交談。
2.由于人耳及聽覺系統的局限性,使我們只能在一定范圍內聽到物體振動產生的聲音,即發聲體的振動頻率在20~20000Hz范圍內的聲音才能被人耳聽到,在此范圍之外的超聲波和次聲波,人耳無法聽見,如蝴蝶飛行時翅膀每秒才振動五六次,它發出的聲音人耳無法聽到,就覺得蝴蝶是悄無聲息地飛行。
3.聲音的響度必須足夠大,才能引起人耳內鼓膜的振動,人才能聽到聲音。所以發聲體的振幅必須足夠大,產生的聲音才能被聽到。同時,人與發聲體的距離也不能太遠,因為聲音在傳播過程中其響度會逐漸減弱。
4.人的聽覺必須正常。
誤區三:響度越大,音調越高。響度是人耳感覺到的聲音的大小,它與物體振動幅度的大小和離發聲體的遠近有關;音調是指聲音的高低,它由發聲體振動的頻率決定。給人的感覺是響度大、聲音大,音調高、聲音尖。可見,響度與音調沒有任何必然的關系。牛的叫聲響度很大,但音調很低;蚊子發出的聲音響度很小,但音調很高。特別要注意日常用語所指的聲音的“高”、“低”的含義不是唯一的,有時指響度,有時指音調,這要看具體情況而定。
情景辨析
情景問題一:一場戰爭過后,長官正在聽兩名傷兵匯報,甲說:“我正在巡邏,突然聽到一聲槍響,然后感覺腿部一陣劇痛,就倒在地上了。”接著乙匯報,乙說:“我在巡邏時,突然感覺胳膊一陣劇痛,然后聽到前面傳來槍聲,然后帶傷回營了。”長官聽了匯報后,說甲在說謊,應當重罰。同學們認為長官做的對嗎?
辨析:要評判長官的對錯需要知道子彈飛行的速度和聲音傳播的速度,聲音在空氣中的傳播速度是340m/s,這個速度很快,所以在距離不大的情況下聲音傳播幾乎不需要時間,我們覺得聲音發生時就被我們聽到了。但是聲音和子彈比就不同了,子彈的速度能達到900m/s,比聲音的速度快多了,所以士兵被擊中時,聲音還沒有傳到,他不可能先聽到聲音。
情景問題二:在阿富汗戰爭期間,基地組織的恐怖分子躲進了山洞,美國陸軍很快就訂購了一種新式武器,使恐怖分子不得不走出洞穴,而且是用手堵著耳朵走出山洞的,你知道這是什么武器嗎?
辨析:通過情景我們可以推斷這種武器應該是聲學武器,這種新武器被稱為“聲波子彈”,它發出一種狹窄而強烈的聲波,聲波的強度遠遠超過人的承受極限。它可以繞過、穿過障礙物,并能輕而易舉地讓攻擊者喪失行動能力,這種武器現在主要配備在飛機上,可以瞬間制服劫機者。
編輯:張昀