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1、第四章第四章 声现象声现象第四节第四节 声现象在科技中的应用声现象在科技中的应用蝙蝠在夜间飞行，蝙蝠在夜间飞行，还能捕捉飞蛾和蚊还能捕捉飞蛾和蚊子子,而且无论怎而且无论怎 样，样，从没见过它跟什么从没见过它跟什么东西相撞，即使一东西相撞，即使一根极细的电线，它根极细的电线，它也能灵巧地避开。也能灵巧地避开。蝙蝠为什么能在夜间正常飞行呢？蝙蝠为什么能在夜间正常飞行呢？蝙蝠一边飞行，一边从嘴里发出一蝙蝠一边飞行，一边从嘴里发出一种声音，这种声音遇到物体反射回种声音，这种声音遇到物体反射回来，传到蝙蝠的耳朵里。蝙蝠能够来，传到蝙蝠的耳朵里。蝙蝠能够判断出是飞蛾还是障碍物，采取相判断出是飞蛾还是障碍物
2、，采取相应的捕食或规避动作。应的捕食或规避动作。一、超声波一、超声波1、正常人的耳朵的听觉频率范围是、正常人的耳朵的听觉频率范围是2020 000 Hz。但每个人能听到的声音频率。但每个人能听到的声音频率范围可能不相同。人发声的频率范围是范围可能不相同。人发声的频率范围是851100Hz。2、蝙蝠发出的声波高于、蝙蝠发出的声波高于20 000 Hz，这，这种声波称为超声波，人耳是听不到的。种声波称为超声波，人耳是听不到的。n虽然人类听不到超声波，但是某些动虽然人类听不到超声波，但是某些动物却可以感受到。如蚊子、猫、狗和物却可以感受到。如蚊子、猫、狗和家畜等。家畜等。有人用一种叫做犬笛的口哨来呼
3、唤爱有人用一种叫做犬笛的口哨来呼唤爱犬。犬笛吹出的是超声波，周围的人犬。犬笛吹出的是超声波，周围的人茫然不知，而小狗已经按照犬笛中发茫然不知，而小狗已经按照犬笛中发出的口令行动了。出的口令行动了。有趣的探究科学家做了一个实验：用蜡把蝙蝠的眼睛封科学家做了一个实验：用蜡把蝙蝠的眼睛封起来，让他继续飞行，结果它不仅飞行正起来，让他继续飞行，结果它不仅飞行正常，而且还能捕捉飞虫。再把蝙蝠的耳朵常，而且还能捕捉飞虫。再把蝙蝠的耳朵堵上，让它飞行，结果失去听觉的蝙蝠到堵上，让它飞行，结果失去听觉的蝙蝠到处乱撞，甚至撞到地上，原来蝙蝠是用耳处乱撞，甚至撞到地上，原来蝙蝠是用耳朵来朵来“看看”外界的一切的。
4、外界的一切的。你还有别的探究方法吗？你还有别的探究方法吗？3、超声波的特性与应用、超声波的特性与应用特性：特性：超声波容易被会集成一束定向发射，遇到物体超声波容易被会集成一束定向发射，遇到物体又会反射回来，并且在水中能够传播得很远。又会反射回来，并且在水中能够传播得很远。于是人们利用它制造出水声仪器于是人们利用它制造出水声仪器-声呐，让它声呐，让它向海下射出一束超声波，依靠回波，可以在船向海下射出一束超声波，依靠回波，可以在船上探测出海洋的深度、鱼群、礁石和敌方的潜上探测出海洋的深度、鱼群、礁石和敌方的潜艇等。艇等。（1）、超声探测）、超声探测声呐声呐应用应用：方向性好，易定向发射，穿透能力方
5、向性好，易定向发射，穿透能力强，具有能量，以声速传播，传播强，具有能量，以声速传播，传播需要介质，真空不能传。需要介质，真空不能传。（2）、超声检查、探伤）、超声检查、探伤n超声波在人体内不同组织的交界面上也会反射，利用“B超”（B型超声仪）在屏幕上生成的声学图象，可以观察到胎儿和脏器，帮助医生做出诊断。工业上使用超声探伤仪，能够探查出金属零件内部的裂纹等隐患。（3）超声振荡：去污、清洗、超声振荡：去污、清洗、雾化、消毒。雾化、消毒。利用超声波还可以做很多事。例如用它使利用超声波还可以做很多事。例如用它使清洗液产生剧烈的振荡，以便把细小物品清洗液产生剧烈的振荡，以便把细小物品表面的污物除掉，用
6、它清洗眼镜片更显出表面的污物除掉，用它清洗眼镜片更显出优越性。医生用超声波击碎人体内的胆结优越性。医生用超声波击碎人体内的胆结石，使之可以顺畅地排出体外。现在，很石，使之可以顺畅地排出体外。现在，很多空气加湿器也采用超声波对水进行雾化，多空气加湿器也采用超声波对水进行雾化，加湿空气。此外，超声波还具有杀菌作用，加湿空气。此外，超声波还具有杀菌作用，能杀死潜伏在种子身上的某些病菌和虫卵。能杀死潜伏在种子身上的某些病菌和虫卵。超声加湿器超声加湿器超声雾化器超声雾化器（4）超声测速）超声测速超声波测速仪是利用超声波的超声波测速仪是利用超声波的多普勒多普勒效应测定效应测定运动物体的速度的，超声波测速仪
7、固定运动物体的速度的，超声波测速仪固定 在道路在道路旁，向着驶来的车辆发射一定频率的超声波，超旁，向着驶来的车辆发射一定频率的超声波，超声波遇到车辆后会被车辆反射回来再被测速仪接声波遇到车辆后会被车辆反射回来再被测速仪接受到，而接受到的超声波的频率已经改变了，根受到，而接受到的超声波的频率已经改变了，根据频率的变化就能确定车辆行驶的快慢。据频率的变化就能确定车辆行驶的快慢。3.应用：预报破坏性很大的台风、海啸；应用：预报破坏性很大的台风、海啸；可测出几千千米以外的核爆炸和导弹发射。可测出几千千米以外的核爆炸和导弹发射。二、次声波及应用二、次声波及应用1.次声波：频率低于次声波：频率低于20 H
8、z的声波称为次声波。的声波称为次声波。2.产生：台风、地震、核爆炸和导弹产生：台风、地震、核爆炸和导弹发射等都能产生。发射等都能产生。1890年，英国轮船年，英国轮船“马尔波罗马尔波罗”号号在由新西兰驶往英国的途中突然神秘失踪。在由新西兰驶往英国的途中突然神秘失踪。20多天后，却在火地岛边被发现，船上的多天后，却在火地岛边被发现，船上的一切原封未动，完好如初，就连去世的船一切原封未动，完好如初，就连去世的船员也都各就各位，保持着工作姿态。经过员也都各就各位，保持着工作姿态。经过多年的研究，科学家终于揭开了这次神秘多年的研究，科学家终于揭开了这次神秘事件的原因是船员们死于强风暴产生的次事件的原因
9、是船员们死于强风暴产生的次声波。声波。军事上制造次声武器，真正做到军事上制造次声武器，真正做到“杀杀人不见血人不见血”。小资料小资料三、语音识别三、语音识别1、自动语音识别技术(Auto Speech Recognize，简称ASR)所要解决的问题是让计算机能够“听懂”人类的语音，将语音中包含的文字信息“提取”出来。ASR技术在“能听会说”的智能计算机系统中扮演着重要角色，相当于给计算机系统安装上“耳朵”，使其具备“能听”的功能，进而实现信息时代利用“语音”这一最自然、最便捷的手段进行人机通信和交互。2、优点：声音具有不会遗失或忘记、不需记忆、使用方便等优点，在保护人们的财产，防止盗窃或者其它
10、经济犯罪方面有更大的用途。利用声音进行身份识别是最自然和最经济的方法 之一。很多动物都有完善的发射和接收超声波很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官以昆虫为食的蝙蝠，视觉很差，的器官以昆虫为食的蝙蝠，视觉很差，飞行中不断发出超声波的脉冲，依靠昆飞行中不断发出超声波的脉冲，依靠昆虫身体的反射波来发现食物海豚也有虫身体的反射波来发现食物海豚也有完善的完善的“声呐声呐”系统，使它能在混浊的系统，使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置。研究水中准确地确定远处小鱼的位置。研究动物身上的器官构造和功能，用来改进动物身上的器官构造和功能，用来改进现有的设备和研制新的设备，这是仿生现有的设备和研制新的设
11、备，这是仿生学的研究领域。学的研究领域。四、仿生学：人向动物学本领。四、仿生学：人向动物学本领。现代的无线电定位器现代的无线电定位器雷达，质雷达，质量有几十、几百、几千千克，蝙蝠的量有几十、几百、几千千克，蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克，而在超声定位系统只有几分之一克，而在一些重要性能上，如确定目标方位的一些重要性能上，如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器深入研究动物身代的无线电定位器深入研究动物身上各种器官的功能和构造，将获得的上各种器官的功能和构造，将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的知识用来改进现有的设备和创制新的设备，这是近几十年来发展起来的一设备，这是近几十年来发展起来的一门新学科，叫做仿生学门新学科，叫做仿生学
