1. 在学校运动会的百米比赛中,终点的计时员必须看到发令枪的烟火就开始计时,若要是等听到枪声才开始计时,记录的运动员比赛的成绩会怎样?
解答:声音在空气中的传播速度是340 m/s,光在空气中的传播速度约为3×108m/s,光的传播速度远大于声音的传播速度。光传播100 m需要的时间大约是0.33×10-6s,非常短,可略去不计,这样终点的计时员看到发令枪烟火时,就相当于运动员起跑的时刻。而声音在空气中传播100 m所需的时间大约是0.294 s,这个时间相对于运动员跑100 m所需要的时间而言较大,不能略去。位于终点的计时员若听到枪声再计时,此时运动员已经出发了,计时时刻比运动员出发时刻晚0.294 s,这样记录出的运动成绩比运动员的实际成绩少0.294 s,是不准确的。
2. 将耳朵贴在长铁管的一端,让另一个人敲一下铁管的另一端,你会听到几个敲打的声音?可以亲自试一试,并说明其中的道理。
解答:会听到两次敲打的声音,一次是从铁管中传来的,一次是从空气中传来。由于声音在铁中传播的速度大于在空气中传播的速度,所以传播相同的距离所用的时间不相同,所以先听到的是从铁管中传来的敲打声。
若铁管中还装有水,此时敲打铁管的一端,在另一端又会听到几次敲打声?同样,你能说明其中的道理吗?
3. 在月球上能听到宇宙飞船起降时火箭所发出的轰鸣声吗?为什么?
解答:在月球的表面没有空气,属于真空,声音是不能在真空中传播的。因此在月球表面听不到火箭发出的巨大的轰鸣声。
在地面上人们能听到的声音一般是由空气传播的,表演水中芭蕾的运动员在水下也能听到音乐声,耳朵贴在铁轨上能听到远方驶来的火车发出的声音。这些都表明:声音的传播需要介质,固体、液体、气体都能传播声音,而真空不能传声。
4. 为什么自己的录音听起来不像自己的声音?觉得走了样。但听到别人的录音,却很像真的,这是什么道理呢?
解答:每个人说话的声音都是独特而难以模仿的。
我们说话或唱歌的时候,是从两个途径听到自己的声音:一个途径是从空气传回耳朵;另一途径是直接从口腔内由头骨传到内耳。这一途径包含较多的低音成分。
别人只听到我们说话时从空气传给他的声音。而听不到从头骨传到内耳的声音。录音机收录到的声音也是这样。因此,我们听录音机所放出来自己的声音,就等于别人所听到的声音,而不是自己一向听惯的声音,故听起来就不像是自己的。但别人的声音却与录音机收录的相同,故听起来就很逼真。
5. 人是怎样利用双耳效应分辨声源方向的?
解答:主要有三个方面的原因。
一是对同一声音,两只耳朵感受到的强度不同。如声源在左方,则左耳听到的声音就比右耳强,这时我们就会转动头颅向左方,直到两耳听到的声音强弱相同为止,此时声源便处在人的正前方或正后方。
二是对同一声音,两只耳朵感觉到的时间有先后。假如声源在左方,左耳比右耳离声源近,声音传来,左耳先听到声音。右耳后听到声音,这个时间上的差别,同样在实践中形成了对声源方向的感觉,这个时间差别越大,就越容易辨别,感觉就越准确。
三是对同一声音,两只耳朵感受到的振动的步调有差别,由于声音传到两耳时间的差别,从而引起两只耳朵的振动的步调也就不同。这就会引起方向感,进而辨别出声源的方向。
6. 打雷时听到的连续不断的雷声是连续打雷形成的吗?为什么?
解答:不是。
声音在传播时,在一般情况下以发声体为中心向四周传播,当声音遇到较大的障碍物时,将声波反射回来,再次传入人耳,形成回声。
打雷时听到的连续不断的雷声是由于声音被多次反射,形成回声的结果。
同样,在群山中大声喊叫时,声音被山峰反射形成回声。由于各山峰距人的远近不同,回声到达人耳所需的时间也不同,所以能听到连续不断的回声。
7. 振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声?
解答:蝴蝶的翅膀一秒钟振动不到10次,而蚊子的翅膀一秒钟振动达到500~600次,由于蝴蝶翅膀振动的频率范围低于人耳的听觉范围,因而人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀振动的频率在人耳的听觉范围之内,从而人耳能听到蚊子翅膀振动发出的声音。
8. 向暖水瓶中倒水时,你闭上眼睛能否判断出暖水瓶是否灌满?为什么?
解答:能通过灌水时发出的声音的高低来判断水是否灌满。当向暖水瓶中灌水时,能引起水壶中空气柱的振动而发声,水未灌满时,空气柱较长,振动频率低,听起来音调也就低。随着水面的升高,空气柱逐渐变短,振动加快,音调逐渐变高。若音调很高,表示水瓶已灌满。
9. 生活环境中列举噪声的来源主要有哪些?
解答:
(1)交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。
(2)工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声。
(3)施工噪声:筑路、盖楼、打桩等。
(4)社会生活噪声:家庭噪声,娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声。
10. 医生是如何利用超声波为病人检查的?
解答:超声波探查,也就是平时说的“B超”,通常是将一束超声波垂直发射进入人体,超声波在人体内传播时,碰到组织分界面时就会产生反射,如不同内脏器官分界处,内脏与骨骼分界处以及异物与组织交界处。反射波会在同一位置被记录,根据反射波滞后于发射波的时间差,可以知道分界面在体内的深度。如果不断改变探头的位置,就可以得到与体表相垂直的纵切面的图像,从而检查人体器官等方面的情况,同时超声探查时对人体是没有伤害的。
11. 的会议厅的长、宽远超过17m,为什么在此观看演出时,不但听不到回声。反而感到声音响亮、优美?
解答:在的建设过程中,建筑师们充分利用了回声的原理,使得观众不仅听不到回声,而且听到了响亮、优美的声音。
声音在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射,每反射一次还要被障碍物吸收一些。这样当声源停止发声后,声音在室内要经过多次反射和吸收,最后才消失。因此人们就感觉到声源停止发音后,声音还继续一段时间,这种现象叫“交混回响”,这段时间叫做交混回响时间。交混回响时间过长,就会出现前音未落后音又起,互相重叠分辨不清的现象。交混回响时间过短,就会给人以音乐音调不丰满的感觉。因此,交混回响时间的长短是音乐厅、剧场、礼堂等建筑物的主要声学指标,在建筑中是建筑师们需要考虑和解决的一个重要问题。
在的建设中,建筑师们充分考虑了上述问题,使回声的强度和保留时间恰到好处,使得在此演出时不仅听不到回声,而且感觉音乐声响亮、优美动听。
12. 小实验
用牙轻轻咬住铅笔上端,用手指轻轻敲铅笔下端,注意听这个敲击声。然后张开嘴使牙不接触铅笔,而保持铅笔的位置不变,手指用同样的力轻敲铅笔下端。比较两次听到的敲击声,这个小实验能说明什么?解答:通过实验比较会发现,用牙咬住铅笔时听到的声音比不用牙咬时听到的声音响。原因是,用牙咬住铅笔时,声音经牙、骨骼、肌肉传到鼓膜,引起鼓膜振动,再经过听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,听到了声音。而不咬铅笔时,声音是通过空气传到鼓膜而引起听觉的。这个实验还说明了骨骼、肌肉传播声音的性能比空气更好,声音的损失少。