《声现象》中不容忽视的六个问题

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  1声音的传播不只是发声体的振动
  我们在讲解声音的传播问题时,一直都强调着:声音是由声源的振动产生的,通过介质传播最终传到人的耳朵里.这里不仅会使初学者产生一个想法:在声音的传播过程中只有声源的振动吗?当然不是,声音的传播过程中不止声源在振动,传播声音的空气和接收声音的耳朵都在振动.这个问题我们可以通过两个角度来分析:
  (1)波动的角度:我们都知道,声音是以波的形式传播到外界的.而通过波动我们可以了解到,波动其实可以看作无限个振动的空间累加.从这一角度来说,声音的传播中不止有声源在振动,连同传播声音的空气和接收声音的耳朵都在振动;
  (2)介质的角度:我们都知道,声音的传播是需要介质的.但我们是否思考过,声音的传播为什么需要介质?其实是这样的,声源在振动时,它会带动周围物质的振动;周围的物质受到振动以后又将带动它自身周围的物体振动,如此循环往复,耳朵附近的物质最终将带动耳朵骨膜的振动,从而刺激人的听觉神经使人接收到声音.所以我们可以得出,声音正是由这一系列的相互振动才能向外传播.反之,如果我们处于真空的话,由于真空中基本没有物质,所以宇航员在真空中不能正常对话.
  对这一问题的分析,将令学生更深入地理解声音的传播需要介质这一知识点.
  2蜜蜂所发出的声音不是由翅膀的振动产生的
  刚接触物理的同学通常会有这样的意识:蜜蜂所发出的声音是由于其飞行时翅膀的振动所产生的.翅膀以较高的频率在空气中振动,从而发出较高的音调.但蜜蜂所发出的声音真的是由其翅膀的振动产生的吗?经过事实分析,蜜蜂所发出的声音并不是其翅膀的振动所发出的,而是由其自身的发音器官的振动所产生的.
  当时发现这一问题的是一位湖北省的初中生——聂利.她发现当蜜蜂落在花上没有飞时,其也有声音发出.最终聂利证明了,蜜蜂发出声音的声源并不是它的翅膀,而是其固有的发音器官.
  科学是严谨的,但仍有部分学习资料解释蜜蜂发出的声音来源于翅膀的振动.为了不给学生培养错误的意识,宣传这一真理显得尤为重要.
  3介于樂音和噪声之间的声音
  在我们刚接触噪声这一节内容时,我们会通过一些参考书看到:乐音是给人优美享受的声音,噪声是令人心烦意乱的声音.从这个角度我们又给了噪声细致的定义.但我们似乎没有强调过:是否有一种声音既不是乐音也不是噪声呢?笔者认为是有这种声音的,它处于乐音与噪声之间,既不给人优美享受,也不令人心烦意乱.打比方说:两个人聊工作,他们之间的谈话并不能让双方中任何一个人感到优美享受,但很明显,这种声音也没让双方感到心烦意乱.所以笔者认为,声音分为三类,其中乐音与噪声是声音的边界状态,而二者间又有很多既不属于乐音也不属于噪声的声音.
  谈及这个问题主要是因为笔者前段时间想到了一个问题:上课时老师讲的话是否属于噪声?对学生来说它一定不是噪声,那对学生来说它是乐音吗?由此笔者想到了这个问题.它有助于学生正确理解乐音.
  4物理学定义中的噪声是环保类定义的噪声的一种
  当我们接触噪声这一节的内容时,我们会看到噪声有两类定义——环保角度的定义与物理角度的定义:
  在环保角度上,凡是妨碍人们正常工作学习和休息以及对人们要听的声音产生干扰的声音都属于噪声;在物理角度上,发声体做无规则振动所发出的声音都属于噪声.
  让我们通过一个实例来解析一下这两个定义:实例的场景悬在图书馆与其外面正在施工的工地,场景中有图书馆里学习的学生与正在施工的工人两类人.这里有两种声音——施工的声音与工人播放的音乐.
  (1)施工的声音:它将影响学生学习与工人工作,所以它对学生和工人来说都是噪声:
  (2)工人播放的音乐:它将影响学生学习,所以它对学生来说是噪声,但他可以给工人优美享受,所以它对工人来说不是噪声,而是乐音.
  从这里我们可以看出:环保角度上的噪声是分两类的:一类对所有人都是噪声,另一类只对部分人是噪声.所以,某声音是否是噪声主要取决于此人的主观活动.因此,这类噪声是相对的.
  而物理角度对噪声的定义是发声体做无规则振动所发出的声音.很明显,这种由于无规则振动所产生的声音对所有人都是噪声.
  从这里我们可以看出,物理学角度定义的噪声其实是环保角度定义的噪声中的一类.这种对比的方法可以让同学们更容易掌握噪声的定义极其特点.
  5分贝可以描述响度吗
  学生接触分贝一词主要是在噪声一节,而这也恰恰使得部分学生产生一个观念:分贝只能作为噪声的单位吗?其他非噪声类的声音也可以以分贝为单位吗?答案是肯定的.
  分贝主要有以下定义:
  (1)分贝声音强弱等级的单位;
  (2)分贝表示一种单位,即两种电或声功率之比或两种电压或电流值或类似声量之比;分贝还是一种测量声音相对响度的单位.
  从这两个定义我们都能得出分贝不是只局限于噪声,它可以是所有声音的单位.
  6摩托车的消音器的作用是阻碍噪声传播
  在课本中,我们通常会见到一个图片——摩托车上的消音器.思考一下,消音器阻止噪声的途径是防止噪声产生还是阻碍噪声传播呢?
  首先,让我们从摩托车消音器的工作原理谈起.摩托车消音器主要分三类:
  (1)阻性消音器:这种消音器是利用消音材料或吸声结构的吸声作用,使沿管道传播的噪声随距离而衰减,从而达到消音目的.
  (2)抗性消音器:这种消音器是借助于管道截面的突然扩张(或收缩)或旁接共振腔,使沿管道传播的某些频率的声波在突变处向声源方向反射回去,从而达到消音目的.
  (3)阻抗复合式消音器: 这种消声器是将阻性消音器和抗性消音器的消声原理通过适当结构组合而成,兼有两者的消音特性.
  从上面三种解释可以看出,摩托车的消声器并没有从本质上阻碍声源的振动,而是通过某些特殊途径制造一些特殊的声音传播途径从而达到消声的目的.所以,摩托车消音器的作用是阻碍噪声传播,而不是防止噪声产生.
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