声音的产生与传播+flash课件

声音的产生与传播声音是通过物质媒介传播的机械波它起源于物体的振动并以压力变化的形式,传播到人耳形成我们所听到的声音了解声音的产生和传播过程对于声学研究,和音响工程学有重要意义什么是声音振动引发的压力波物体的振动引起人耳可感知的范围感知和体验声音是由某种振动引发的压力当物体发生振动时会造成周人类可以听到的声音频率范围声音不仅能被听觉系统感知,,波这些压力波通过空气或其围空气的压力变化进而形成通常在赫兹到赫兹还会引发人们的情感反应和体,2020,000他介质传播能被人类耳朵感声波不同物体的振动方式决之间这个范围内的声波会引验不同的声音可以带来愉悦,知定了声音的特性起人耳神经元的振动产生听、恐惧或兴奋等各种感受,觉感受声音的特性振幅频率波长声波振幅表示声音波动的大小决定了声音声波频率指每秒钟振动的次数决定了声音声波波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距,,的音量大小振幅越大声音越响亮的音高频率越高音高越高离决定了声音的音色波长越短音色越尖,,,,细声音的三要素频率声音的频率决定了音高越高的频率越音调越高,振幅声音的振幅决定了音量振幅越大音量越大,波形声音的波形决定了音色不同乐器发出的声音波形不同,频率与音高的关系高频率1高频声波对应感知上的高音调中频率2中等频率的声波感知为中音低频率3低频声波则对应感知上的低音声音的频率越高其感知上的音高也越高频率和音高成正比关系这是声音的一个基本特性不同乐器或声源发出的声波频率不同因此会,,,产生不同的音高振幅与音量的关系振幅1声波振动的大小音量2声音的响亮程度正比关系3振幅越大音量越大,声波的振幅决定了声音的大小或音量振幅越大声音越响亮振幅越小声音越柔和这是因为声波振动的强度与声音的音量成正比通过,;,控制声波的振幅我们就可以调节声音的大小满足不同场合的需求,,波长与音色的关系频率与波长的关系1声波的频率越高，波长越短频率决定了声音的振动次数，而波长决定了声音在空间中的传播距离波长与音色的联系2不同乐器发出的声音有着各自独特的音色这是因为乐器在振动时会产生多种频率的声波，这些声波的波长不同，决定了最终的音色波长对音色的影响3波长越长的声波其包含的频率成分越丰富音色也越丰满稳重,,反之波长越短的声波频率成分较少音色则较单薄尖锐,,,声波的传播方式直线传播反射传播声波通常沿直线传播除非遇到特殊情况如障碍物等这是声波最基当声波遇到障碍物时会被反射回来形成回声这个过程就是声波,,,本的传播方式的反射传播折射传播绕射传播声波在不同介质中传播速度不同会发生折射现象改变传播方向声波遇到小障碍物时会绕过障碍物继续传播保持原有方向这就,,,,这在阵雨天气中很常见是声波的绕射现象声波在不同介质中的传播声波可以在各种介质中进行传播如空气、水、固体等不同介质对声波传播的,影响各不相同这主要取决于介质的密度和弹性,声波在空气中以惊人的速度米秒传播但在水中的速度则提高到米340/,1,500/秒在固体介质如金属中声波的传播速度可达米秒,5,000/反射和回声声波的反射回声的产生12声波遇到阻碍物时会发生反射当声波反射回来时能被听觉系,,就像光线一样遵循入射角等于统感知这就是回声的产生,反射角的定律回声的应用回声的危害34回声在航海、医疗、军事等领过强的回声会对听力造成损害,域有广泛应用如测距、诊断等因此需要采取隔音措施,声波的衍射绕过障碍物穿过狭缝绕过物体声波具有波动性质能够绕过障碍物而继续当声波遇到狭小的开口时也会向后散射形声波能够绕过障碍物传播到阴影区域使该,,,传播这就是声波的衍射现象成干涉图案这是衍射的另一种表现区域依然能够听到声音这就是声波衍射的,,,重要作用声波的干涉干涉现象强干涉和弱干涉应用与影响当两束声波相遇时，会发生干声波的干涉可以分为强干涉和声波干涉现象广泛应用于声纳涉现象这是因为声波是一种弱干涉当两束声波的相位差、超声波探测等技术但在日波动现象，具有相干性为或整数倍时，会发生强干常生活中，声波干涉也可能造0涉，声波将被放大当相位差成噪音、回声等不利影响为奇数倍时，会发生弱干涉，声波将被抵消声波的吸收材料性质表面结构不同材料对声波有不同的吸收系表面粗糙的材料能产生多次反射,数一般来说密度大、刚度强的从而更好地吸收声波平滑的表,材料能更好地吸收声波面则声波容易透过频率依赖不同频率的声波会被不同材料所吸收有些材料更适合吸收高频声波有些,则更适合吸收低频声波声音的产生过程振动源声音源是通过机械振动产生的,如人类声带的振动、乐器的振动等空气压力变化声源的振动会引起周围空气压力的周期性变化,形成声波声波传播声波沿各个方向以一定的速度在空气中传播,传播过程中还会发生反射、衍射等现象听觉感知声波到达耳朵时,会引起耳膜振动,经过听觉系统的处理,最终转化为声音信息人类声带的结构人类声带位于喉部由两片薄膜组成位于喉软骨之间声带在呼吸,,时松弛发声时通过肌肉收缩而紧张互相靠近阻碍气流并产生振,,,动从而产生声音声带的长度、厚度和张力会影响发出的声音,人类发声的过程吸气1肺部吸入空气声带振动2呼出时声带快速开合口腔调节3通过舌头、牙齿等器官调节共鸣增强4声波在鼻腔、口腔等共鸣腔中放大人类发声的过程是一个精细而复杂的过程首先通过吸气来填充肺部，然后在呼出时声带快速开合产生初始的声波随后声波在口腔、鼻腔等共鸣腔中得到放大增强最终形成我们所听到的声音这个过程涉及多个器官的协调配合,乐器发声的方式弦乐器管乐器12通过弹拨、擦弓或敲击弦面发通过吹气振动空气柱发声，声声，声波由弦振动产生波由气柱振动产生击打乐器电子乐器34通过敲击鼓面或金属板发声，利用电子技术模拟乐器声音或声波由膜面或金属板振动产生合成全新音色，声波由电子电路振荡产生常见乐器的声源分析各种乐器发声的原理各不相同弦乐器是通过弦的振动产生声音管乐器是借助,气柱的振动敲击乐器是通过物体的撞击这些不同的声源机制决定了乐器所产,生声音的特点和音色了解乐器的声源特征有助于我们欣赏音乐的细微之处声音的接受过程耳朵的结构大脑的作用声音感知声音经过外耳、中耳和内耳的复杂结构，被大脑皮层对声音信号进行复杂的识别和分析人类通过听觉系统感受声音的音高、音量和转化成神经信号传递到大脑处理，产生各种听觉感受音色等特性，从而产生丰富的听觉体验人类听觉系统的结构人类的听觉系统包括耳朵、听神经和大脑耳朵由外耳、中耳和内耳组成外耳收集声音波中耳将声波转换为机械振动内耳将振,,动转化为神经脉冲再传到大脑进行分析和解释这一系统使人类,能够感知周围环境的声音信息耳朵如何感知声音声波传入耳朵声波通过外耳道进入耳朵内部，到达中耳鼓膜中耳骨传导声波使中耳小骨链振动,将声波能量传递到内耳感受神经冲动内耳蜗中的感受毛细胞转化声波为神经冲动,通过听神经传入大脑大脑感知声音大脑接收并处理这些神经信号,最终感知并识别出声音的特性音高、音量和音色的感知音高感知音量感知音色感知123人耳能感知的音高范围通常在音量由声波振幅的大小决定音量越音色由声波的波形特性决定不同乐20Hz,到之间音高的高低由声大声波的振幅越大人耳感知的音量器发出的声音具有不同的音色人耳20,000Hz,,波的频率决定，频率越高音高越高也越大能够辨别不同乐器发出的声音音乐与听觉感受的关系音乐与情感音乐与记忆音乐与身体反应音乐与心理健康音乐可以唤起人类各种复杂的熟悉的音乐能快速唤起人们的动听的音乐会引发人体各种生适当聆听音乐可以帮助人放松情感比如喜悦、悲伤、激动记忆如童年的回忆、重要时理反应如加快心跳、呼吸变心情缓解压力音乐疗法也,,,,等这是因为音乐直接刺激大刻等音乐与记忆之间存在密急促等这说明音乐也能影响被广泛应用于心理健康管理脑中与情感相关的区域切联系人类的生理状态声音在自然环境中的应用动物交流动物使用声音进行交流,如鸟类的叫声、狼的嚎叫等声音能让它们表达情绪,标记领地,吸引配偶自然声景自然环境中的各种声音,如瀑布声、风声、雨声,营造出独特的声音景观,增添大自然的魅力动物定位一些动物如蝙蝠和海豚使用回声定位,通过发出和接收声波来辨识障碍物和猎物的位置声音在生活中的应用声控家电医疗诊断距离测量导航辅助声音控制手机、电视、灯具等利用声波技术进行医疗诊断如利用声波反射原理可以测量物基于声波的导航系统可以为视,,家用电器方便快捷地操控家中超声波检查可以了解人体内部体与传感器之间的距离广泛应障人士提供辅助导航帮助他们,,,,的设备情况用于工业和日常生活中安全出行声音的传播与环境的关系声音吸收与反射空间与声场不同材质的表面会吸收或反射声室内环境、建筑物以及地形等都波从而影响声音在环境中的传播会形成特殊的声场影响声音的衍,,射和干涉温度与气候障碍与遮蔽温度变化会影响声波在空气中的障碍物会产生声波的反射和缺失,传播速度而湿度则会影响声波的影响声音的传播情况,吸收声音污染的危害与防治环境污染生活干扰防治措施声音污染会对周围的生态环境造成严重破坏居民区、医院等对环境噪音比较敏感的区域采取隔音措施如安装隔音窗户、种植绿•,影响动物行为和人类健康长期暴露在高受声音污染的影响尤为严重严重影响人们化带等,,噪音环境中会导致听力受损、睡眠质量下降的工作和生活限制机械设备运转时间加强监管和管理•,等提高公众的噪音防治意识遵守相关法规•,未来声音技术的发展趋势智能化虚拟沉浸未来声音技术将与人工智能深度融合声音技术将与虚拟现实、增强现实等,实现自动化处理、智能分析和个性化融合创造更身临其境的沉浸式体验,应用无线传输环保节能无线技术的进步将使声音设备更加便新型材料和技术的应用将使未来的声携和灵活实现无缝连接和自由控制音设备更加环保节能减少资源消耗,,课堂小结与思考题本节课小结思考与探究我们学习了声音的基本概念、产你能举例说明声波在不同介质中生和传播过程、特性以及在生活传播速度的差异吗？如何利用声中的广泛应用了解声音科学知波的反射和干涉特性在日常生活识对于我们欣赏音乐、预防噪音中应用？未来声音技术会有哪些污染等都非常重要发展趋势？实践与应用尝试制作简单的乐器分析其声音的产生原理观察日常生活中声音传播的,有趣现象并思考其背后的物理机制,。