逍遥右脑 2013-04-03 23:03
今天我们继续看机械波在日常生活、科学技术方面的一些应用——
§10~7 次声波和超声波
【目的】
1、知道什么是次声波和超声波
2、知道次声波和超声波的相关应用
【重点】
次声波和超声波的划分、它们在技术上的应用
【教学难点】
超声波应用的相关原理
【教学方法】
阅读法、分析法
【教具】
投影仪
【教学过程】
○、复习＆引入
1、学生答问：什么是多普勒效应？两类多普勒效应的产生原因分别是什么？
2、学生答问：在海面上有一艘船，正迎着海浪传播的方向航行，它的颠簸频率会比它停着不动时的颠簸频率高还是低？
从人们接受声波时的某些特殊情况出发，我们知道了适应所有机械波的多普勒效应。今天，我们继续介绍和声波有着密切关系的——
一、次声波和超声波
1、次声波：频率低于20HZ的声波。
2、超声波：频率高于20000HZ的声波。
很显然，次声波和超声波是声波的“近亲”，它们虽然不能被人耳感知，但却可以通过特殊的仪器去发射和接受到。而且据我们所知，某些动物也有发射和接受次声或超声波的能力。
二、次声波和超声波的应用
1、次声波的特点和应用
产生：地震、火爆发、风暴、海浪冲击、枪炮发射、热核爆炸、动物联络。
特点：a、被大气吸收的能量少、传播距离远——1883年8月，难苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火爆发，产生的次声波饶地球3圈，历时108小时；1961年，苏联在北极圈内新地岛进行核实验激起的次声波饶地球35圈！b、穿透力强（7000Hz的普通声波用一张纸即可以阻挡，但7Hz的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土）。
应用：研究自然次声——预测自然灾害；测定人工产生的次声——做大规模气象预测；研究人和动物的次声——了解人体或动物器官的活动情况；军事应用——次声武器只对敌人的人员有伤害，不会对武器设备有任何影响（共振原理：4~8Hz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）。
不过从总体上讲，人们对次声的研究还处于起步阶段，被称为声波家族中的“小字辈”。
2、超声波的特点和应用
产生：某些动物、仪器。
特点：a、波长短。大部分的超声波波长已经接近无线电波，有的已经接近可见光波。这使得超声波的传播基本接近直线，分辨率极高，可以用于各种信息探测，并可以将超声波“聚焦”后向凹透镜一样使用；b、功率大（振幅相同的1Hz的超声波比1kHz的普通声波能量大100万倍）。可以用于传递强大的能量；可以在液体中产生“空化现象”——当超声波作用于液体界质时，液体先是被撕裂成很多小空穴，然后这些小空穴又会瞬间闭合，在空穴闭合的过程中，产生高压（几千大气压）和高温（几千摄氏度）——空化可以用于清洗、粉碎、乳化和加速化学反应等。
人们对超声波的研究已经非常重视，应用方面也已渗入到了工业、农业、国防、医学以及航天和航空等领域，并取得了卓有成效的进展。有人甚至认为超声波技术的研究可以和电子技术、信息技术和核子技术向媲美。
四、小结
本节我们学习了次声波和超声波的概念、特点，和它们在生产生活、科学技术方面的一些应用，从知识难度和深度方面讲，本节基本没有什么新东西，具体怎么应用的原理也不要求同学们去掌握，主要是希望通过本节的学习知道一些常识，了解一下物理知识和生活、生产、科技的联系。懂得学习波动知识的必要性。
关于次声波和超声波更深刻的知识内容，以及它们和科学技术具体怎么结合的细节问题，鉴于我们掌握的其它知识还非常有限，这里不做透彻地介绍，有兴趣的同学可以通过其它途径了解或更深入地去学习它们。
五、作业布置
阅读教材；
《优化设计》P52第1、2、3、4、5题，做在书上。
【板书设计】
注意“教学过程”的灰色部分，即是板书计划。
【教后感】
偷了一次懒，急于迎接末考试，将本节基本上“上”成了一节阅读——大部分内容留给学生后阅读。大部分的堂时间则用于复习全的知识和讲《优化设计》中“末练习”的习题。所以本节没有“教后感”。