第8节次声波和超生波.ppt

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1、物理与生活如图如图1081所示是医生正在用所示是医生正在用“B超超”对人体对人体进行检查进行检查思考讨论思考讨论 医生用医生用B超机的什么物理知识给患者超机的什么物理知识给患者看病的看病的?知识详解知识点知识点1 次声波次声波1次声波的定义次声波的定义次声波：频率低于次声波：频率低于20 Hz的声波叫做次声波的声波叫做次声波(次次声波的最低频率可达声波的最低频率可达l10-4 Hz)2次声波的产生及特点次声波的产生及特点(1)次声波的产生次声波的产生 次声波来源非常广泛：火山爆发、地震、台风、次声波来源非常广泛：火山爆发、地震、台风、核爆炸、火箭起飞等都能产生次声波核爆炸、火箭起飞等都能产生次

2、声波(2)次声波的特点次声波的特点 次声波频率低，波长长次声波频率低，波长长(如如1 Hz的次声波在空气中的的次声波在空气中的波长为波长为340 m)次声波在传播过程中衰减很慢，沿地面传播时有的次声波在传播过程中衰减很慢，沿地面传播时有的可绕地球几圈可绕地球几圈2次声波的利用次声波的利用(1)从接收到的次声波，可探知几千千米外的核武器从接收到的次声波，可探知几千千米外的核武器试验和导弹发射试验和导弹发射(2)从接收到的次声波能预报破坏性很大的海啸、台从接收到的次声波能预报破坏性很大的海啸、台风等风等知识点2 超声波1超声波的定义超声波的定义 超声波：频率高于超声波：频率高于2104 Hz的声波

3、叫做超声波的声波叫做超声波(超声超声波的最高频率可达波的最高频率可达5108 Hz)2超声波的特点超声波的特点(1)超声波频率大，波长短，因而衍射现象不明显，超声波频率大，波长短，因而衍射现象不明显，基本上沿直线传播基本上沿直线传播(2)超声波的频率比光波和无线电波的频率小得多，超声波的频率比光波和无线电波的频率小得多，因此被其他物体吸收的能力弱，在水中传播的距离要因此被其他物体吸收的能力弱，在水中传播的距离要比光波和电磁波远得多比光波和电磁波远得多(3)超声波的穿透本领很强，能透过几米厚的金属超声波的穿透本领很强，能透过几米厚的金属3超声波的利用(1)由于超声波在水中传播的距离比电磁波、光波

4、传由于超声波在水中传播的距离比电磁波、光波传播得远，且沿直线传播，可制成声呐装置，这种装置播得远，且沿直线传播，可制成声呐装置，这种装置集发射和接收反射回的超声波为一体，能用来确定潜集发射和接收反射回的超声波为一体，能用来确定潜艇、鱼群的位置和海底的深度艇、鱼群的位置和海底的深度(2)根据超声波穿透性强的特点，可制成超声波探伤根据超声波穿透性强的特点，可制成超声波探伤仪，探测金属内部的缺陷仪，探测金属内部的缺陷(3)超声波在液体中传播时，可使液体内部产生相当超声波在液体中传播时，可使液体内部产生相当大的液压冲击，可把各种物体表面的污垢清洗干净大的液压冲击，可把各种物体表面的污垢清洗干净还可利用

5、超声波把水还可利用超声波把水“打碎打碎”成直径仅为几微成直径仅为几微米的小水珠，增大空气的湿度米的小水珠，增大空气的湿度(4)超声波在医疗上有广泛的应用，如超声波在医疗上有广泛的应用，如“B超超”就是利用超声波探查人体内部各种器官、组织就是利用超声波探查人体内部各种器官、组织等有无异样；还有等有无异样；还有A型超声、超声多普勒方法型超声、超声多普勒方法等多种利用超声波的诊断方法等多种利用超声波的诊断方法用超声波可以把药物击碎成微粒和空气混合形用超声波可以把药物击碎成微粒和空气混合形成成“药雾药雾”，直接治疗肺部疾病，直接治疗肺部疾病用超声波还可进行消毒杀菌用超声波还可进行消毒杀菌4动物发射和接

6、收超声波的功能动物发射和接收超声波的功能 蝙蝠靠发出超声波的回声来发现目标，确定飞蝙蝠靠发出超声波的回声来发现目标，确定飞行方向行方向海豚有完善的超声波探测系统海豚有完善的超声波探测系统1多普勒效应产生原因的定量分析例例1 如图如图1071所示，表示的是产生机械波所示，表示的是产生机械波的波源的波源O正在做匀速直线运动的情况，图中的正在做匀速直线运动的情况，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布为了使若干个圆环表示同一时刻的波峰分布为了使静止的频率传感器能接收到波的频率最高，则静止的频率传感器能接收到波的频率最高，则应该把传感器放在应该把传感器放在 ()AA点点 BB点点 CC点点 DD点点解

7、析解析 由图可知，波源由图可知，波源O正在向左做匀速直线正在向左做匀速直线运动，则应该把传感器放在运动，则应该把传感器放在A点，传感器和波点，传感器和波源的距离变小，传感器能接收到波的频率最高源的距离变小，传感器能接收到波的频率最高.答案答案 A点拨点拨 本题需要认清波源和接收者的距离关系，本题需要认清波源和接收者的距离关系，掌握有关多普勒效应的规律掌握有关多普勒效应的规律2光波的多普勒效应例例2 下面有关多普勒效应的说法中不正确的是下面有关多普勒效应的说法中不正确的是()A发生多普勒效应时发生多普勒效应时,波源的频率发生了变化波源的频率发生了变化B发生多普勒效应时，观察者接受的频率发生发生多

8、普勒效应时，观察者接受的频率发生了变化了变化C向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳，这向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳，这就是多普勒效应就是多普勒效应D不仅机械波有多普勒效应不仅机械波有多普勒效应,其它波也有此效应其它波也有此效应解析解析多普勒效应是由于波源与观察者之间多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动时，观察者感觉到的频率与波的实有相对运动时，观察者感觉到的频率与波的实际频率不同，其实波源的频率并未改变多普际频率不同，其实波源的频率并未改变多普勒效应是所有波包括机械波、光波、电磁波等勒效应是所有波包括机械波、光波、电磁波等都存在的普遍现象都存在的普遍现象答案答案A点拨点拨只有了解多普

9、勒效应的实质、产生原只有了解多普勒效应的实质、产生原因及其普遍性，才能很好地解决此类问题因及其普遍性，才能很好地解决此类问题3次声波的产生和特点例例3 超声波由于它具有不同于可闻声波的特超声波由于它具有不同于可闻声波的特性，在现代生产技术和科学研究中有许多重要性，在现代生产技术和科学研究中有许多重要应用，下列选项中，哪些属于超声波的应用应用，下列选项中，哪些属于超声波的应用 ()A探查几米厚金属内部缺陷探查几米厚金属内部缺陷B把普通水变成雾气喷射到房间的空气中把普通水变成雾气喷射到房间的空气中C探查人体内部的各器官、组织等有无异常探查人体内部的各器官、组织等有无异常D进行人体按摩、治疗神经痛等

10、疾患进行人体按摩、治疗神经痛等疾患解析解析本题是考查超声波的特性及应用问题本题是考查超声波的特性及应用问题,超声波的频率很高，波长小，基本沿直线传播，超声波的频率很高，波长小，基本沿直线传播，且传播能量大，距离远等且传播能量大，距离远等A、C是利用超声是利用超声波的穿透本领和反射特性，波的穿透本领和反射特性，B、D是利用超声是利用超声波在液体或传播的液压冲击特性波在液体或传播的液压冲击特性答案答案ABCD点拨点拨超声波的应用很广泛，应在了解超声超声波的应用很广泛，应在了解超声波的基本特性的基础上进行分类记忆波的基本特性的基础上进行分类记忆易错点：不同频率的波在同种介质中易错点：不同频率的波在同

11、种介质中的传播的传播易错点导析：频率不同的各种波在同一均匀介易错点导析：频率不同的各种波在同一均匀介质中传播速度都是相同的，这一点易出错另质中传播速度都是相同的，这一点易出错另外，次声波和超声波不能引起人类听觉器官的外，次声波和超声波不能引起人类听觉器官的感觉，这一点易忽略感觉，这一点易忽略【例例3】波长为波长为60 m和和17 m的两列声波在空气的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是中传播时，下列叙述中正确的是()A波长波长60m的声波比波长的声波比波长17 m的声波传播速的声波传播速度慢度慢B波长波长60 m的声波比波长的声波比波长17 m的声波频率小的声波频率小C波长波长60 m的

12、声波不能被人听见的声波不能被人听见D波长波长60 m的声波比波长的声波比波长17 m的声波易发生的声波易发生衍射衍射错解：错解：A错解分析：错选错解分析：错选A项的同学，是不理解波项的同学，是不理解波速由介质决定造成的漏选速由介质决定造成的漏选C项是未经计算或对项是未经计算或对人耳听到声音的频率范围不清楚造成的人耳听到声音的频率范围不清楚造成的.正确解法；正确解法；B、C、D点拨：不同频率的声波在空点拨：不同频率的声波在空气中的波速相同，波传播的快慢由介质决定，与气中的波速相同，波传播的快慢由介质决定，与波长无关，故波长无关，故A项错误；由于不同频率的声波在项错误；由于不同频率的声波在空气中波

13、速相同，所以波长越大，频率越小，故空气中波速相同，所以波长越大，频率越小，故B选项正确；由选项正确；由v=f可知，波长为可知，波长为60 m的声波频的声波频率为率为56 Hz，不在，不在2020 000 Hz范围内，人听范围内，人听不到，故不到，故C项正确；波长较长的声波较易发生衍项正确；波长较长的声波较易发生衍射，所以射，所以D项正确项正确一、学科综合思维专题点拨 学科综合思维导析：次声波和超声波的基本性学科综合思维导析：次声波和超声波的基本性质和基本规律，经常作为综合应用题的习题背质和基本规律，经常作为综合应用题的习题背景，综合运动学、回声、多普勒效应等考查同景，综合运动学、回声、多普勒效

14、应等考查同学们分析综合问题的能力学们分析综合问题的能力【例例1】蝙蝠在洞穴中飞来飞去，是利用超声蝙蝠在洞穴中飞来飞去，是利用超声脉冲导航，它发射的超声脉冲持续时间不大于脉冲导航，它发射的超声脉冲持续时间不大于103s，且每秒内发射多次，假设蝙蝠发射的，且每秒内发射多次，假设蝙蝠发射的超声波的频率为超声波的频率为39104Hz，在一次飞向表，在一次飞向表面平滑的墙壁时，它的飞行速度为超声波传播面平滑的墙壁时，它的飞行速度为超声波传播速度的速度的 ，试问蝙蝠接收到自身发射的超声，试问蝙蝠接收到自身发射的超声波经墙壁反射回来的脉冲频率是多少？波经墙壁反射回来的脉冲频率是多少？401解：设波速为解：设

15、波速为v，蝙蝠的速度为，蝙蝠的速度为u由于蝙蝠的由于蝙蝠的运动，墙壁接收的超声波的波长变短，使得频运动，墙壁接收的超声波的波长变短，使得频率变大率变大 ，经墙壁反射回来的超声，经墙壁反射回来的超声波的超声波波的超声波f1保持不变，波长不变。但是，由保持不变，波长不变。但是，由于蝙蝠的运动，使得蝙蝠感到波速变大，接收于蝙蝠的运动，使得蝙蝠感到波速变大，接收到的频率变大到的频率变大 解两式可得解两式可得fuvvf121vuffv442413.9 104.1 10.39vuffHzHzvu点拨：本题以蝙蝠利用超声波脉冲导航为背景，点拨：本题以蝙蝠利用超声波脉冲导航为背景，综合考查了波的反射和多普勒效

16、应，并涉及到综合考查了波的反射和多普勒效应，并涉及到发生多普勒效应的两种情况解决此类问题的发生多普勒效应的两种情况解决此类问题的关键是建立物理模型充分挖掘有用信息关键是建立物理模型充分挖掘有用信息二、实际应用思维专题点拨 实际应用思维导析：超声波波长短，故直线传实际应用思维导析：超声波波长短，故直线传播性好，可定位发射和接收另一方面，超声播性好，可定位发射和接收另一方面，超声波比无线电波频率小得多，在水中传播的距离波比无线电波频率小得多，在水中传播的距离要比无线电波远得多若在船中装上声呐，能要比无线电波远得多若在船中装上声呐，能确定水下目标所在的位置确定水下目标所在的位置【例例2】利用超声波可以探测鱼群的位置，一利用超声波可以探测鱼群的位置，一只装有超声波发射和接收装置的渔船，当它向只装有超声波发射和接收装置的渔船，当它向选定的方向发射出频率为选定的方向发射出频率为58104Hz的超声的超声波后，经过波后，经过064 s收到从鱼群反射回来的超声收到从鱼群反射回来的超声波，已知波，已知58104 Hz的超声波在水中的波长的超声波在水中的波长为为25 cm，求这群鱼跟渔船的距离，求这群鱼跟