聲音是人類獲取信息的主要途徑之一,聲音傳遞給我們的不僅僅是語言信息,下面所介紹的是聲在其它方面的一些應用及其原理。
1 辯析熟悉的來人
現象:和您朝夕相處的人在室外說話時,我們通過聽聲音就知道是哪位在說話。
原理: 不同的人發出的聲音音調、響度都有可能相同,但音色絕不會相同,因為不同的發聲體發出的聲音的音色一般不相同,由于非常熟悉,我們通過辯别音色就能分辯出哪位在說話。
2 聽長短
現象:向暖水瓶中倒水時,聽聲音就能了解水是不是滿了。
原理: 不同長度的空氣柱,振動發聲時發聲頻率不同,空氣柱越長,發出的音調越低;暖水瓶中水越多,空氣柱就越短,發出的聲音頻率越高,音調也就越高,特别是水剛好倒滿瞬間,音調會陡然升高,通過聽聲音的高低,我們就能判斷出水已經倒滿了。
3 挑選商品
現象:我們去商店買碗、瓷器時,我們用手或其它物品輕敲瓷器,通過聲音就能判斷瓷器的好環。
原理:有裂縫的碗、盆發出的聲音的音色遠比正常的瓷器差,通過音色這一點就能把壞的碗、盆挑選出來,當然實際還用辯别音調,觀察形态等方法,但主要還是通過音色來辨别的。
4 測量距離
現象:前面如果有一建築物或高山,對着高山大喊一聲,用表測量發出聲音到聽到聲音的時間,利用聲速就可以測出我們與高山或高大建築物理的距離。
原理: 聲音在傳播過程中遇到障礙物被反射回來就産生了回聲。
5 看病
現象一:聽診器
原理:人的體内有些器官發出的聲音,如:心肺、氣管、胃等發生病變時,器官發出的聲音在某些特征上有所變化,醫生通過聽診器能聽出來,依此來診斷病情。
現象二:B超檢查原理
原理: 頻率高于20000赫茲的聲音稱為超聲波,超聲波有一定的穿透性,醫生用某些信号器産生超聲波,向病人體内發射,同時接受内髒器官的反射波,通過儀器把反射波的頻率、強度檢測出來,并在電視屏幕上形成圖像,為了判斷病情提供了重要的依據,B超利用的是回聲原理。
6 治病(傳遞能量)
現象:體外碎石
原理:人體的有些器官發生結石,如腎、膽等,最好的治療措施就是用體外碎石機把體内結石擊碎,變成粉未排出體外。體外碎石機利用的就是超聲波,用超聲波穿透人體引起的結石英鐘激烈震蕩,使之碎化。這主要利用了聲波能傳遞能量的性質。
7 傳遞信息(監測災情)
現象:通過監測次聲波就可知道地震、台風的信息。
原理: 次聲波是頻率低于20赫茲的聲音,人類無法聽到。一些自然災害如地震、火山噴發、台風等都伴有次聲波的産生;次聲波在傳播過程中減速很小,所以能傳播的很遠,通過監測傳來的次聲波就能獲取某些自然災害的信息。
1、摩托車做飛躍障礙物的表演時為了減少向前翻車的危險,應該後輪先着地
分析:若前輪先着地,摩托車由于慣性繼續向前運動,就會産生以前輪為轉動點使摩托車順時針轉動的效果,造成翻車事故;若後輪先着地,就會産生以後輪為轉動點使摩托車順時針轉動的效果,這樣前輪也很快着地,從而避免了翻車事故的發生。
2、如何運用簡易的物理方法區分生、熟雞蛋
分析:把兩個雞蛋放在相對平滑的桌面上後,用大緻相同的力同時轉動雞蛋,先停下的是生蛋、後者是熟蛋。生熟雞蛋的區别在于蛋的内容物分别是液态和固态物。當用力轉動蛋殼時,蛋殼受力開始轉動而液态的内容物由于慣性仍保持靜止狀态,二者間存在一定的摩擦阻力,同時蛋殼與桌面間也存在摩擦阻力,所以很快停止轉動。熟蛋内容物成固态物與蛋殼自成一體,當用力轉動蛋殼時,蛋殼與内容物一并轉動,二者間不發生相對運動,隻需克服較小的桌面摩擦力,所以能長時間轉動。
3、揚場機能把谷粒、谷糠和小石塊分開
道理一:同樣大小的谷粒和小石塊,雖然飛出時的速度相同,但是由于質量不同,所以慣性的大小不同,小石塊的質量較大,慣性也比較大,所以能夠克服空氣的阻力飛到更遠的地方。
道理二:同樣大小的谷粒和小石塊,雖然飛出時的速度相同,但是由于質量不同,所以動能不同,小石塊的質量較大,動能也比較大,所以能夠克服空氣的阻力飛到更遠的地方。
4、廚房水池的下水管被堵塞了,人們常用“吸子”來處理。這個工具由木柄和半球形橡皮碗構成。将橡皮碗蓋在下水管口上,向下壓木柄,使皮碗變扁,打開水籠頭使池中放滿水,迅速向上拔皮碗,堵塞物就會松動随流水淌走
分析:向下壓木柄使皮碗變扁時,可以擠出皮碗内的一部分空氣,同時也使堵塞物與皮碗之間的空間相對較小。水池中放滿水後,當迅速向上拔皮碗時,堵塞物與皮碗之間的空間突然變大,使這之間的氣體壓強變小,小于堵塞物下方所受的大氣壓強,大氣壓力向上推堵塞物,使之松動,而此時正好有大量的水往下沖,把堵塞物沖走,從而使管道輸通。
物理知識與我們的生活密切相關,留心觀察日常生活中随時發生的物理現象,分析探究其形成的原因,找出其中的規律,是十分重要的。下面談一談關于自來水管所涉及到的一些物理知識。
一、為什麼水龍頭一打開水就會流出?
原來,日常生活中來自水管的水大多數來自水塔,而水塔中的水是用高壓泵把水壓上去的。因此,水塔中的水面肯定比水龍頭中的水面高出許多,水龍頭與水塔構成了一個連通器,根據連通器原理,液面應相平,所以,一打開水龍頭水便流出來了。
二、敲擊水管,為何有時聽到2次聲音,有時聽到3次聲音?
大家都知道,聲音在不同介質中傳播速度不同。一般情況下,在固體中傳播最快,如在鋼鐵中每秒傳播5200米;其次,在液體中,如在水中每秒傳播1500米;在空氣中傳播最慢,每秒僅能傳播340米。可見,如果水管中無水,敲擊水管另一端,傳聲介質是空氣、水管,我們就可能聽到2次聲音。如果水管中有水,傳聲介質為空氣、水、水管,我們就可能聽到3次聲音。我們也可以通過這種方法來判斷水管中是否有水。
三、寒冷的冬天,有時打開水龍頭,會發現一滴水也不能流出,有時水管還會被“凍裂”,為什麼?
原來,水管的水受冷凝固形成冰,就一滴也不能流出了。由于水結冰質量不變,密度變小,體積變大,所以水管有時會被“凍裂”。我們可以在水管外部包上一層防凍塑料紙,不過最穩妥的辦法是将水龍頭打開一點點,讓水慢慢地下滴,這樣就不易結冰了。
四、寒冷的天氣,用手觸摸自來水金屬管時,好像對手有一種“粘力”,這是何因?
原來,自來水的金屬管是熱的良導體,當用手接觸它時,手上的熱量被金屬迅速吸收并傳走,手表面皮膚層的水分會立即遇冷凝固,将手和自來水管“粘”在一起。
五、如何判斷浴室中冷、熱水管?
天冷了,我們去浴室洗澡時,會發現有一冷一熱兩個進水管。我們很想知道哪個是冷水管,哪個是熱水管,用手直接觸摸又怕被燙傷,該怎麼辦?事實上,細心的人會發現兩支水管表面是不同的,其中一支表面上有一層水珠,另一支卻沒有,這又是什麼原因呢?原來浴室中充滿了大量溫度較高的水蒸氣,遇到冷水管便會液化成一層小水珠附在水管表面上,所以,“出汗”的水管便是冷水管了。
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