噪声定义:
影响人们工作学习休息的声音都称为噪声。对噪声的感受因各人的感觉、习惯等而不同,因此噪声有时是一个主观的感受。一般来说人们将影响人的交谈或思考的环境声音称为噪声。
噪声的来源:
①交通噪声
主要指的是机动车辆、飞机、火车和轮船等交通工具在运行时发出的噪声。这些噪声的噪声源是流动的,干扰范围大。
②工业噪声
主要指工业生产劳动中产生的噪声。主要来自机器和高速运转设备。
③建筑施工噪声
主要指建筑施工现场产生的噪声。在施工中要大量使用各种动力机械,要进行挖掘、打洞、搅拌,要频繁地运输材料和构件,从而产生大量噪声。
等效声级施工阶段噪声不得超过下列限值:
1.推土机,挖掘机,装载机等,昼间不超过(A)75分贝,夜间不超过(A)55分贝
2.各种打桩机等,昼间不超过85分贝,否则禁止施工.
3.混凝土搅拌机,振捣棒,电锯等,昼间不超过70分贝,夜间不超过55分贝
4.装修,吊车,升降机等昼间不超过65分贝,夜间不超过55分贝. 以上计权声级均为A级.
④社会生活噪声
主要指人们在商业交易、体育比赛、游行集会、娱乐场所等各种社会活动中产生的喧闹声,以及收录机、电视机、洗衣机等各种家电的嘈杂声,这类噪声一般在80分贝以下。如洗衣机、缝纫机噪声为50--80分贝,电风扇的噪声为30~65分贝,空调机、电视机为70分贝。
⑤发动机噪声
发动机噪声主要包括燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声、冷却风扇及其他部件发出的噪声。 燃烧噪声是在可燃混合气体燃烧时,因气缸内气体压力急剧上升冲击发动机各部件,使之振动而产生的噪声。柴油中的十六烷值不合适或喷油时间过于提前,会引起发动机工作粗暴,使噪声急剧增大。汽油机由于过热、汽油品质不良和点火提前角过大等原因造成高频爆炸声、敲缸。
发动机内部的燃烧过程和结构振动所产生的噪声,是通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接结构的振动向大气辐射的,因此称为发动机表面噪声。根据发动机表面噪声产生的机理,又可分为燃烧噪声和机械噪声。
控制噪声的途径有:
措施 |
实例 |
防止噪声产生(在声源处减弱) |
改造噪声大的机器或换用噪声小的设备;给机器加橡皮垫来吸收它的振动:给汽车和摩托车安装消声器等 |
在传播路径上隔离和吸收声波(即阻断它的传播) |
在马路和住宅间设立屏障或植树造林 |
防止噪声进入耳朵 (在人耳处减弱) |
人在工作时要佩戴个人防护用具,如耳塞、耳罩、防声头盔等 |
噪声现象的识别与控制措施的判断方法:(1)明确噪声的含义
(2)从物理学角度和环保角度两个方面理解噪声
(3)减少噪声的三个途径
可以在声源处(消声)、传播过程中(吸声)和人耳处(隔声)减弱。
噪声的利用:
噪声一向为人们所厌恶。但是,随着现代科学技术的发展,人们也能利用噪声造福人类。
(1)利用噪声除草
科学家发现,不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理,人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发,这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草,用“欲擒故纵”的妙策,保证作物的顺利生长。
(2)利用噪声发电
噪声是一种能量的污染,比如噪声达到160dB的喷气式飞机,其声功率约为10000W;噪声达140dB的大型鼓风机,其声功率约为100W。“聚沙可成塔”,这自然引起新能源开发者的兴趣。科学家发现人造铌酸锂具有在高频高温下将声能转变成电能的特殊功能。科学家还发现,当声波遇到屏障时,声能会转化为电能,英国的学者就是根据这一原理,设计制造了鼓膜式声波接收器,将接收器与能够增大声能、集聚能量的共鸣器连接,当从共鸣器来的声能作用于声电转换器时,就能发出电来.看来,利用环境噪声发电已指日可待。
(3)利用噪声来制冷
大家都知道,电冰箱能制冷,但令人鼓舞的是,世界上正在开发一种新的制冷技术,即利用微弱的声振动来制冷的新技术,第一台样机已在美国试制成功。在一个结构异常简单,直径不足1m的圆筒里叠放着几片起传热作用的玻璃纤维板,筒内充满氦气或其他气体。筒的一端封死,另一端用有弹性的隔膜密闭,隔膜上的一根导线与磁铁式音圈连接,形成一个微传声器,声波作用于隔膜,引起来回振动,进而改变筒内气体的压力。由于气体压缩时变热,膨胀时冷却,这样制冷就开始了,不难设想,今后的住宅、厂房等建筑物如能加以考虑这些因素,即可一举降伏噪声这一无形的祸害,为住宅、厂房等建筑物降温消暑。
(4)利用噪声除尘
美国科研人员研制出一种功率为2kW的除尘报警器,它能发出频率2000Hz、声强为160dB的噪声,这种装置可以用于烟囱除尘,控制高温、高压、高腐蚀环境中的尘粒和大气污染。
(5)利用噪声克敌
利用噪音还可以制服顽敌,已研制出一种“噪音弹”,能在爆炸间释放出大量噪音波,麻痹人的中枢神经系统,使人暂时昏迷,该弹可用于对付恐怖分子,特别是劫机犯等。
(6)利用噪声诊病
美妙、悦耳的音乐能治病,这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢?科学家制成一种激光听力诊断装置,它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时,它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声,振动耳膜,然后微型电脑就会根据回声,把耳膜功能的数据显示出来,供医生诊断。它测试迅速,不会损伤耳膜,没有痛感,特别适合儿童使用。此外,还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。
(7)利用噪声有源消声
通常所采用的三种降噪措施,即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪,都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声,人们发明了“有源消声”这一技术。它的原理是:所有的声音都由一定的频谱组成,如果可以找到一种声音,其频谱与所要消除的噪声完全一样,只是相位刚好相反(相差180°),就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是:从噪声源本身着手,设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来,有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。
声源: 正在发声的物体叫做声源。一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。固体、液体和气体都能发声,都可以是声源。
①钢琴是靠琴弦的振动发声的;
②笛子是靠空气柱振动发声的;
③哺乳动物是靠声带振动发声的;
④蝉靠胸部的两片鼓膜振动发声;
⑤鸟靠鸣膜振动发声;
⑥蟋蟀靠翅膀相互摩擦发声;
⑦蜜蜂、蚊子、苍蝇在飞行时才有声音,是因为它们飞行时翅膀在振动,如图所示。
声音的产生:
声音的产生 |
由于物体的振动 |
声音的停止 |
振动停止,发生停止 |
发声体 |
是一切正在振动的固体,液体,气体 |
一切发声体都在振动 |
概念的理解:
1. 不同发声体的发声部位一般不同。
2. “振动停止,发声停止”不能叙述为“振动停止,声音消失”,因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍存在并继续传播。
转换放大法理解振动发生:
将不易直接观察到的微小现象,通过某种方式把它形象、直观地呈现出来,这种方法叫转换放大法,是我们探究问题经常采用的一种可行的方法。
例如图所示,在探究“声音是由物体振动产生的”实验中,将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球,发现小球被多次弹开。这样做是为了( )
A.使音叉的振动尽快停下来
B.把音叉的微小振动放大,便于观察
C.把声音的振动时间延迟
D.使声波被多次反射形成回声
解析发声体都在振动。音叉的振动幅度很小不易觉察,可用丝线悬吊轻质小球靠近音叉,这样通过轻质小球的跳动,反映出音叉的振动,即把音叉微小的振动放大。
答案B
声现象:知识梳理
常见的发声体及发生原因
发声体 |
发生原因 |
蝉 |
腹基部鼓膜受到振动而发出声音 |
机械唱片 |
唱针振动 |
人说话 |
声带振动 |
打击乐器 |
被打击物体振动 |
弦乐器 |
弦的振动 |
管乐器 |
管内空气柱振动 |
蚊子,苍蝇,密封 |
翅膀振动 |
小鸟鸣叫 |
气管和支管交接处的鸣膜振动 |
超声波和次声波:
知识点 |
频率范围 |
特点 |
利用与危害 |
超声波 |
高于200000Hz |
定向性好,穿透能力强 |
利用:①超声探伤、测厚、测距、医学诊断和成像:②超声处理,如进行加工、清洗、焊接、乳化、粉碎、脱气、医疗、种子处理等 |
次声波 |
低于 20Hz |
传播过程中衰减少,波长较长,能绕过障碍物;传播距离大,强大的次声波破坏性大 |
利用:预报俞风、地震和检测核爆炸危害:对建筑物有很大破坏性,能震裂建筑物甚至使建筑物摆动,对人体有危害,当人处在 2~10Hz次声波环境中时,会产生失明、恶心、神经错乱等症状 |
示波器和波形图:
借助示波器,人们可以更加准确地找出不同声音的区别。如图所示,先用麦克风接收声音,将声音信号转变为电信号输入到示波器中,通过示波器的处理就能在示波器的荧光屏上显示出与声波相对应的图形,即波形图。
在波形图中,波峰(波谷)出现的个数的多少,表示声源振动频率的高低;振幅的大小,对应着声源振动幅度的大小。波形的具体形状反映了声源发声的特色。
从物理角度看,乐音是声源有规则振动产生的,其波形图也有规则;噪声是由声源没有规则的振动产生的,其波形图杂乱无章,没有规则。
补充:把声音显示出来。声音信号通过话筒,可以转换成电信号,再通过一种叫示波器的仪器,在显示屏上显示出来(如图)。