声音的等级 人们用分贝为单位来表示声音强弱的等级,0dB是听到的最弱声,30~40dB是较理想的安静环境,超过50dB就会影响睡眠,70dB以上会干扰谈话,影响工作效率,长期生活在90dB以上的噪声环境中,会影响听力;如果突然暴露在高达150dB的噪声环境中,鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力。
等级分类:
分贝(dB)的级别和一般噪音的危险接触时间 |
分贝指数 |
声音例子 |
0 |
人类可听见的最小声音 |
10 |
正常呼吸 |
20 |
在5英尺内窃窃私语 |
30 |
安静的图书馆、轻声细谈 |
40 |
客厅、安静的办公室、远离路况的卧室 |
50 |
近距离的轻微路况、冰箱、微风 |
60 |
距离20英尺的冷气机、谈天、缝纫机 |
70 |
繁忙交通、办公室制表器、吵闹的餐厅。在此分贝水平下,若您经常听到这些嘈杂的声音,或许会影响您的听觉。 |
80 |
地下铁、闹市繁忙交通、距离2英尺的闹钟、介于85至115分贝的汽艇、工厂吵杂声。若您常接触这些噪音超过8小时都会对身体不利。 |
90 |
铲车、介于95至120分贝的摩托车、99分贝的雪地摩托车、家用电器吵杂声、工具、割草机。当噪音声量不断提高,“安全性”的接触时间也会相继降低;损伤可在少于8小时内发生。 |
100 |
锯链、介于105至120分贝的立体声耳机、风钻。即使只持续2个小时接触100分贝都会带来伤害,此外,每增每5分贝,“安全时间”将会减少一半。 |
110 |
娱乐中心可达至110分贝。 |
120 |
站在摇滚乐队演唱会喇叭前、健身俱乐部、有氧运动室、抛砂、高达118分贝的电影院、高达127分贝的体育活动、雷声。此危险性伤害会立即发生:接触120分贝可损伤您的耳朵。 |
130 |
儿童玩具所发出的声音高达135至150分贝之间、交响乐队、赛车、电钻、电动钻机。 |
140 |
介于150至167分贝的枪声、飞机起飞、140分贝或以上的“奏着音乐的车辆”、自行车警笛。接触的时间长短都会带来伤害;140分贝的声音可导致耳朵立即感觉疼痛。 |
150 |
喷气发动机起飞、介于125至155分贝的炮竹声,平均距离为10英尺、玩具手枪、气球爆裂。 |
160 |
烟火(距离3英尺内)、步枪、手枪 |
170 |
猎枪 |
180 |
火箭发射台。若在没有护耳的情况下,此噪音水平可造成无法逆转的的损伤:丧失听力是无可避免了。 |
听见与听不见 正常人能够听见20Hz到20000Hz的声音,而老年人的高频声音减少到10000Hz(或可以低到6000Hz)左右。人们把频率高于20000Hz的声音称为超声波,低于20Hz的称为次声波。超声波(高于20000Hz)和正常声波(20Hz-20000Hz)遇到障碍物后会向原传播方向的反方向传播,而部分次声波(低于20Hz)可以穿透障碍物,俄罗斯在北冰洋进行的核试验产生的次声波曾经环绕地球6圈。超低频率次声波比其他声波(10Hz以上的声波)更具对人的破坏力,一部分可引起人体血管破裂导致死亡,但是这类声波的产生条件极为苛刻,能让人遇上的几率很低。人的发声频率在100Hz(男低音)到10000Hz(女高音)范围内。
蝙蝠就能够听见频率高达120000赫兹的超声波,它发出的声波频率也可达到120000赫兹。蝙蝠发出的声音,频率通常在45000赫兹到90000赫范围内。狗能够听见高达50000赫兹的超声波,猫能够听见高达60000赫兹以上的超声波,但是狗和猫发出的声音,都在几十到几千赫兹的范围内。
蝴蝶翅膀扇动频率很小,每秒大约5次。所以我们一般听不到蝴蝶翅膀扇动的声音。
噪声的危害(1)干扰休息和睡眠、影响工作效率
①干扰休息和睡眠。休息和睡眠是人们消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件。但噪声使人不得安宁,难以休息和入睡。当人辗转不能入睡时,便会心态紧张,呼吸急促,脉搏跳动加剧,大脑兴奋不止,第二天就会感到疲倦,或四肢无力。从而影响到工作和学习,久而久之,就会得神经衰弱症,表现为失眠、耳鸣、疲劳。人进入睡眠之后,即使是40-50分贝较轻的噪声干扰,也会从熟睡状态变成半熟睡状态。人在熟睡状态时,大脑活动是缓慢而有规律的,能够得到充分的休息;而半熟睡状态时,大脑仍处于紧张、活跃的阶段,这就会使人得不到充分的休息和体力的恢复。
②使工作效率降低。研究发现,噪声超过85分贝,会使人感到心烦意乱,人们会感觉到吵闹,因而无法专心地工作,结果会导致工作效率降低。
(2)损伤听觉、视觉器官
我们都有这样的经验,从飞机里下来或从锻压车间出来,耳朵总是嗡嗡作响,甚至听不清对方说话的声音,过一会儿才会恢复。这种现象叫做听觉疲劳,是人体听觉器官对外界环境的一种保护性反应。如果人长时间遭受强烈噪声作用,听力就会减弱,进而导致听觉器官的器质性损伤,造成听力下降。
①损害心血管。噪声是心血管疾病的危险因子,噪声会加速心脏衰老,增加心肌梗塞发病率。医学专家经人体和动物实验证明,长期接触噪声可使体内肾上腺分泌增加,从而使血压上升,在平均70分贝的噪声中长期生活的人,可使其心肌梗塞发病率增加30%左右,特别是夜间噪音会使发病率更高。调查发现,生活在高速公路旁的居民,心肌梗塞率增加了30%左右。调查1101名纺织女工,高血压发病率为7.2%,其中接触强度达100分贝噪声者,高血压发病率达15.2%。
②强的噪声可以引起耳部的不适,如耳鸣、耳痛、听力损伤。据测定,超过115分贝的噪声还会造成耳聋。据临床医学统计,若在80分贝以上噪音环境中生活,造成耳聋者可达50%。医学专家研究认为,家庭噪音是造成儿童聋哑的病因之一。噪声对儿童身心健康危害更大。因儿童发育尚未成熟,各组织器官十分娇嫩和脆弱,不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子,噪声均可损伤听觉器官,使听力减退或丧失。据统计,当今世界上有7000多万耳聋者,其中相当部分是由噪声所致。专家研究已经证明,家庭室内噪音是造成儿童聋哑的主要原因,若在85分贝以上噪声中生活,耳聋者可达5%。
③噪声对视力的损害。人们只知道噪声影响听力,其实噪声还影响视力。试验表明:当噪声强度达到90分贝时,人的视觉细胞敏感性下降,识别弱光反应时间延长;噪声达到95分贝时,有40%的人瞳孔放大,视模糊;而噪声达到115分贝时,多数人的眼球对光亮度的适应都有不同程度的减弱。所以长时间处于噪声环境中的人很容易发生眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。同时,噪声还会使色觉、视野发生异常。调查发现噪声对红、蓝、白三色视野缩小80%。
(3)对人体的生理影响
噪声是一种恶性刺激物,长期作用于人的中枢神经系统,可使大脑皮层的兴奋和抑制失调,条件反射异常,出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力减退、注意力不集中等症状,严重者可产生精神错乱。这种症状,药物治疗疗效很差,但当脱离噪声环境时,症状就会明显好转。噪声可引起植物神经系统功能紊乱,表现在血压升高或降低,心率改变,心脏病加剧。噪声会使人唾液、胃液分泌减少,胃酸降低,胃蠕动减弱,食欲不振,引起胃溃疡。噪声对人的内分泌机能也会产生影响,如:导致女性性机能紊乱,月经失调,流产率增加等。噪声对儿童的智力发育也有不利影响,据调查,3岁前儿童生活在75分贝的噪声环境里,他们的心脑功能发育都会受到不同程度的损害,在噪声环境下生活的儿童,智力发育水平要比安静条件下的儿童低20%。噪声对人的心理影响主要是使人烦恼、激动、易怒,甚至失去理智。此外,噪声还对动物、建筑物有损害,在噪声下的植物也生长不好,有的甚至死亡。
①损害心血管
②对女性生理机能的损害。女性受噪声的威胁,还可以有月经失调、流产及早产等,如导致女性性机能紊乱,月经失调,流产率增加等。专家们曾在哈尔滨、北京和长春等7个地区经过为期3年的系统调查,结果发现噪声不仅能使女工患噪声聋,且对女工的月经和生育均有不良影响。另外可导致孕妇流产、早产,甚至可致畸胎。国外曾对某个地区的孕妇普遍发生流产和早产作了调查,结果发现她们居住在一个飞机场的周围,祸首正是那飞起降落的飞机所产生的巨大噪声。
③噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。高噪声的工作环境,可使人出现头晕、头痛、失眠、多梦、全身乏力、记忆力减退以及恐惧、易怒、自卑甚至精神错乱。在日本,曾有过因为受不了火车噪声的刺激而精神错乱,最后自杀的例子。
④噪声对儿童身心健康危害更大。因儿童发育尚未成熟,各组织器官十分娇嫩和脆弱,不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子,噪声均可损伤听觉器官,使听力减退或丧失。据统计,当今世界上有7000多万耳聋者,其中相当部分是由噪声所致。专家研究已经证明,家庭室内噪音是造成儿童聋哑的主要原因,若在85分贝以上噪声中生活,耳聋者可达5%。
定义:声音在传播过程中遇到障碍物要发生反射,人们把声音遇到障碍物反射回来的声音叫回声
区别回声与原声:
回声的概念 |
回声是由于声音被高墙、山崖反射而产生的,对着远处的高墙、山崖呼喊能够听到回声 |
区分回声与原声的条件 |
若回声到达人耳比原声晚0.1s以上,人耳就能把回声和原声区分开来。在空气中,讲话人与反射物间距离必须在17m以上,否则,回声与原声混在一起,使原声加强 |
人耳辨别出回声的条件:人耳辨别出回声的条件:也就是人耳区分两次声音的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1秒以上,否则原声和回声混合在一起使原声加强,这就是在屋里说话为什么比在旷野里说话听起来响的原因。
回声测距离的例题剖析:例:汽车沿平直公路匀速使向一座高山,汽车的速度为10m/s,声速为340m/s,行进途中按一次喇叭,2s后司机听到回声,求司机按喇叭处距山脚距离是多少
剖析:发出声听到回声这段时间走的路程为s
1=v
1t,而汽车在这段时间走的路程为s
2=v
2t,
鸣笛处到山脚距离s=
(s
1+s
2)=
(v
1t+v
2t)=
(10m/s+340m/s)×2s=350m,
所以答案为:350m。
回声定位:
蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些超声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来,根据回声传来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置和距离。蝙蝠采用的这种方法叫做回声定位(如图所示)。
回声的应用:
利用回声可以测量距离,如:海底的深度、河宽以及回声定位
沸腾:
(1)定义:在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象
(2)沸腾的条件:温度必须达到沸点;需要不断吸热
(3)液体沸腾的特点:在沸腾的过程中,液体继续吸热,但温度保持不变。各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫做沸点
(4)气压与沸腾的关系:气压越高,沸点越高;气压越低,沸点越低。
探究“水的沸腾”的实验:探究目的:观察水沸腾时的现象和水沸腾时的温度情况
提出问题:
1.水在沸腾时有什么特征?
2.水沸腾后如果继续吸热,是不是温度会越来越高?
猜想与假设:_____________________________________
实验器材:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中间有孔的纸板、温度计、水、秒表.实验装置如图:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中间有孔的纸板、温度计、水、秒表。实验装置如图
实验步骤:
1.按装置图安装实验仪器;
.2.用酒精灯给水加热并观察;
3.当水温接近90℃时每隔1min记录一次温度,并观察水的沸腾现象;
4.完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。
实验记录:
分析数据:
实验结论:
1.沸腾是在一定温度下,在液体表面和内部同时行的剧烈的汽化现象;
2.水在沸腾时温度不变,这个温度叫做沸点。
水沸腾现象及注意问题的解决方法:l.
实验装置 2.
实验现象:(1)沸腾前,在水中出现小的气泡,随水温升高而变大,上升过程中温度降低.体积收缩变小,未到液面就消失,同时,水温持续上升;
(2)沸腾时水中形成大量的气泡,上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中,沸腾后,水继续吸收热量但温度始终保持不变。
3.
注意事项:
(1)实验中尽可能取较少的温水进行实验,且最好在烧杯上加一个盖,这样可以减少加热时间
(2)实验中若测出水的沸点不是100℃,可能是温度计存在质量问题或受大气压影响。
定义:物理学上,把只在“液体”表面发生的汽化现象叫做蒸发,蒸发在任何温度下都能发生,液体蒸发时需要吸热。动能较大的液体分子能摆脱其他液体分子吸引,溢出液面。故温度越高,蒸发越快,此外表面积加大、通风好也有利蒸发。蒸发过程的汽化热叫蒸发热,与温度有关。蒸发的逆过程是液化,即气相转变为液相。
条件:在任何温度下都可以发生
生活举例: 电风扇吹流汗的人;电熨斗熨烫衣物;摊开晾晒物品;吹风机吹干头发
蒸发的特点:蒸发只能发生在物体表面;蒸发过程吸收热量
影响蒸发快慢的因素:
(1)温度高低温度越高,蒸发越快。无论在什么温度下,液体中总有一些速度很大的分子能够飞出液面而成为气体分子,因此液体在任何温度下都能蒸发。如果液体的温度升高,分子的平均动能增大,从液面飞出去的分子数目就会增多,所以液体的温度越高,蒸发得就越快。如晾衣服时,要晾在有阳光的地方。
(2)液体表面积大小如果液体表面积增大,处于液体表面附近的分子数目增加,因而在相同的时间里,从液面飞出的分子数就增多,所以液面面积增大,蒸发就加快。如晒粮食时,要把粮食摊开。
(3)空气流速当从液体飞入空气里的分子和空气分子或其他气体分子发生碰撞时,有可能被碰回到液体中来。如果液面上方空气流动快,通风好,分子重新返回液体中的机会就小,蒸发就快,晾晒衣服时除有阳光、展开衣服外,还要选有风的地方。
作用: 蒸发吸热(吸外界或自身的热量),具有制冷作用。 利用蒸发吸热可以使周围变冷,从而达到致冷的目的。夏天往院子里洒水可以使周围充满凉意;从游泳池出来感觉很冷;有的冰箱也是利用这一特点工作的。
蒸发与沸腾的异同:
|
蒸发 |
沸腾 |
不同点 |
只在液体表面发生的汽化现象 |
在液体表面和内部同时发生的汽化现象 |
在任何温度下进行 |
在一定温度下进行 |
缓慢汽化 |
剧烈汽化 |
温度降低 |
温度保持不变 |
相同点 |
(1)都是汽化现象(2)都要吸收热量。 (3)都使液体变为气体 |
控制变量法研究液体的蒸发: 控制变量思想:分别控制液体的温度、表面积及液面上空气的流动速度,研究影响蒸发快慢的因素,最后得出结论。
例【探究名称】影响液体蒸发快慢的因素
【提出问题】液体蒸发快慢跟哪些因素有关?
【猜想与假设】通过观察图和联系生活实际进行猜想。
猜想一:液体蒸发快慢可能跟液体____的高低、液体____的大小和液体表面空气流动快慢有关。
猜想二:相同条件下,将水和酒精同时擦在手臂上,酒精更容易干,猜想液体蒸发快慢可能还与______有关。
【设计与进行实验】小明同学对其中的一个猜想进行了如下实验:如图所示,在两块相同的玻璃板上,分别滴一滴质量相等的酒精,通过观察图中情景可知,他探究的是酒精蒸发快慢与____是否有关。此实验过程中需控
制酒精的__和其表面上方空气流动速度相同。
【交流与评估】我们知道液体蒸发时要吸热,请你举一个应用蒸发吸热的事例:_____________
解析将衣服放在阳光下,能提高衣服内水的温度,温度高,水蒸发快;摊开衣服是增大了湿衣服的表面积,表面积越大,水蒸发越快;通风处的湿衣服干得快,说明加快液体表面空气的流动速度,能加快水的蒸发;酒精比水更容易干,说明酒精蒸发比水快。由此可知,影响液体蒸发快慢的因素除与液体本身有关外,还与其表面积大小、温度高低及表面空气的流动速度有关。在探究液体蒸发快慢与某一个因素的关系时,应采用控制变量的方法,从题中图示可看出,两滴酒精的质量相等,表面积不同,故图示情况是研究蒸发快慢与液体的表面积大小的关系。应控制酒精表面的空气流动速度和温度相同。液体蒸发要吸收热量如给发烧病人身上擦酒精,夏天在教室地面上洒水等均是利刖了蒸发吸热。
答案【猜想与假设】
猜想一:温度;表面积
猜想二:物质
【设计与进行实验】液体的表面积;温度
【交流与评估】夏天在地上洒水来降温
定义:
在物理学中,升华指物质从固态直接变成气态的相变过程;
生活现象:
1.冬天,冰冻的衣服(结了冰)变干(温度低于0℃,冰不能熔化,消失的本质是冰逐渐升华为水蒸气了)。
2.白炽灯用久了,灯内的钨丝比新的细。(钨丝升华成钨蒸气,体积减小。)
3.冬天,0℃或以下(未达到熔点)雪人会逐渐变小。
4.衣箱中的樟脑丸变小。
5.碘受热升华为紫色的碘蒸气。
6.用干冰制舞台上的雾、用干冰制雨。
特点:
物质由固态直接变成气态的过程叫升华,升华过程中需要吸热。