《声的利用与防护》——人教版物理八年级上册重难点过关专题

示波器还能探测出超声波的信号，超声波（选填“能”或“不能”）在真空中传播。超声波的频率高于Hz；利用超声波清洗眼镜是利用声音传播。

    次声波的特点是来源广、传播远、能够绕过障碍物传得很远。次声的声波频率很低，一般均在20Hz以下，波长却很长，传播距离也很远。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。例如，频率低于1Hz的次声波，可以传到几千以至上万千米以外的地方。次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。次声波的传播速度和可闻声波相同，由于次声波频率很低。大气对其吸收甚小，当次声波传播几千千米时，其吸收还不到万分之几，所以它传播的距离较远，能传到几千米至十几万千米以外。1883年8月，南苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火山爆发，产生的次声波绕地球三圈，全长十多万公里，历时108小时。1961年，苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波绕地球转了5圈。7 000Hz的声波用一张纸即可阻挡，而7Hz的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。许多灾害性现象如火山喷发在发生前可能会辐射出次声波，因此有可能利用这些前兆现象预测灾害事件。地震或核爆炸所产生的次声波可将岸上的房屋摧毁。

    次声如果和周围物体发生共振，能放出相当大的能量。如4Hz～8Hz的次声能在人的腹腔里产生共振，可使心脏出现强烈共振和肺壁受损。也可以用以摧毁特定目标。

阅读以上材料，回答下列问题：

为保证每次实验声音的频率相同，你的做法是。

雪花落水也有声

生活中的很多现象都是有科学道理的，但是缺少发现它们的眼睛。一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄， 毫无声响，不过，雪花落水真的会产生声波，在 3 月份一期的《自然》杂志上，几个科学家联名发表文章，宣布了他们的上述结论。

首先要说明的是，雪花落水发出的声波频率在 50000Hz 到 2×105Hz 之间，高于人们能听见的声波频率，但

是，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。然而，请不要想当然，这些声音不是雪花与水面撞击发出的，而是……

冷战时期，当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动，他们发现，在下雨的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，甚至干脆无法监听。

著名的约翰•霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授是个奇才，普罗斯佩勒提断定，这些声音不是雨滴撞击水面发出，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。克拉姆有一个设备：一个每秒可拍摄 1000 张照片的高速水下摄影机，利用这台摄影机，他们确实在下雨时发现水中产生气泡，这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。普罗斯佩勒提的理论基础和数学能力也很高，他通过计算得出，下雨时哪些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致，从而证实他们的理论完全正确。他还发现，大气泡振动产生低频声波，小气泡振动产生高频声波，普罗斯佩勒提通过理论分析指出，气泡是要将自己的体积与水的密度相适应，才不断收缩和膨胀的。

事情还没有结束，人们告诉他们，渔民常抱怨，在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群。一开始，他们也不信， 因为雪花中含有 30%以上的水，空气不多。但是，他们不是简单否认，而是要用实验来验证。在一个风雪交加的夜晚，他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据，雪花落水时也产生气泡，同样，这些气泡也振动，从而发出声波。其实，无论是人们打水漂时所听到的细微声响，还是瀑布的隆隆震响，都不是（或主要不是）来自石块及岩石与水的碰撞，而是由于气泡，你看，大自然是何等奇妙，而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福。

以声消声

科学研究发现，音叉的叉股向外侧振动时，会压缩外侧邻近的空气，使这部分空气变密；当叉股向内侧振动时，这部分空气又变疏 $\dots \dots$ 随着音叉的不断振动，空气中的声波由近处向远处传播。当两列频率相近的声波相遇时，如果其中一列声波的“密部”与另一列声波的“疏部”恰好相遇，它们就会相互抵消，在这些位置几乎听不到声音。

根据这个原理，科学家开发出一种消声器，它对特定频率的声音具有较好的消声效果。图乙是这种消声器的结构原理图，一列声波，沿水平管道自左向右传播。当入射声波到达A处时，分成两束声波，它们分别向上、向下沿着图中箭头所示的方向传播，通过不同的路径在B处再次相遇，恰好发生消声现象。

消声器能有效控制发动机的周期性排气噪声，经消声处理后，其排气噪声可以降低 $70\%$ 以上。