介质能够传播声音的物质叫做声的介质。任何固体、液体和气体都是声音传播的介质。真空不能传声。
声音的传播
传播条件 |
声音的传播需要介质,真空不能传声 |
介质状态 |
固体 |
隔墙有耳 |
液体 |
说话声吓跑游鱼 |
气体 |
人与人相互交谈 |
声波水波类比
|
水波(铅笔轻点水面) |
声波(击鼓) |
振动源 |
铅笔 |
鼓面 |
传播介质 |
水 |
空气 |
现象 |
形成一圈一圈的波动向外传播 |
形成疏密相间的波动向外传播 |
理想化实验法研究声的传播: 理想化实验法就是在观察实验的基础上,忽略次要因素,进行合理的推理,得出结论,达到认识事物本质的目的。在物理学中,我们会经常遇到一些由于受到各种外界因素的影响,不可能直接通过实验进行验证或探究的物理规律。应用这种科学方法探究和认识物理规律时往往分两步:
(1)根据实验目的尽量创造条件.设计并操作实验,为探究或验证某一物理规律取得可靠的实验事实;
(2)在获取可靠实验事实的基础上,通过假想在理想状态下进行实验,并通过科学的推理得出实验结果(或结论)。如在“研究声音的传播”实验中,实验现象是:随着罩内空气的不断抽出,听到的铃声越来越弱。但最后还是能听到声音,主要原因是实验设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,以及周围的固体还能传声。这时推理就显得很重要了,它能够突破实验条件的限制,抓住主要因素,忽略次要因素,得出结论。
例 关于下面所示四幅图片的说法中,正确的是 ( )
A.图片a所示的实验表明,真空不能传声
B.图片b所示的实验表明,频率越高,音调越低
C.图片c所示的实验表明,噪声可以在入耳处减弱
D.图片d中的蝙蝠利用发出的电磁波导航
解析 在用抽气机逐渐抽出玻璃罩里面空气的过程中,可以发现里面闹钟发出的声音越来越小,如果玻璃罩里面的空气被抽光,我们就无法听到声音,这说明声音的传播需要空气,进一步研究说明声音的传播需要介质。而B是用转换法表明声音是由振动产生的。C项实验表明音调与物体的振动频率有关。D项中蝙蝠利用回声定位,故A正确。
答案 A
声速:
定义 |
声音存介质中每秒传播的距离叫声速,用v表示 |
计算公式 |
s=vt,其中 |
单位 |
米/秒(m/s),读做米每秒 |
常数 |
v=340m/s(15℃的空气中) |
影响因素 |
介质种类。一般情况下,v固>v液>v气 介质温度。声速随温度的升高而增大,温度每升高1℃,声音在空气中每秒传播的距离增加约0.6m。当空气中不同Ⅸ域的温度有区别时,声音的传播路线是向着低温方向的。如上方的温度低,声音就向上传播,此时,高处的人容易听到低处的声音 |
在常见物质中的传播速度:
物质名称 |
传播速度v/m﹒s-1 |
空气 |
340 |
水 |
1500 |
钢铁 |
5200 |
松木 |
3320 |
玻璃 |
5000-6000 |
声速与气温的关系: 气温影响空气的密度,气温高,空气的密度小,声波在传播的过程中受到的阻碍小,所以声速较大,因此声音由声源发出后不一定沿直线传播。晴天的中午,地表迅速升温,地表附近的气温比上一层气温高,声音在地表的传播比上层快,于是在地面上发出的声音向四周传播时是向上拐弯的。
光速:电磁波在真空中的传播速度。通常光速为c=299792458m/s。是自然界物体运动的最大速度。
光年:长度单位,光年一般被用于衡量天体间的距离,其意思是指光在真空中行走一年的距离,是由时间和光速计算出来的。1光年表示光在1年时间内所走的路程,1光年=9.46×1012km
光在各种介质中的传播速度:
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传播速度 |
真空 |
2.99792×108≈3×108 |
空气 |
约为3×108 |
水 |
真空中光速的3/4 |
玻璃 |
真空中光速的2/3 |
其他介质 |
比真空中光速小很多 |
易错点:光年不是时间单位,而是长度单位。