【超声波及其应用】
超声波是一种频率高于20000Hz的声波,超出人类听觉范围,因此人耳无法感知。次声波则相反,它的频率低于20Hz,同样不在人类听觉范围内。超声波在物理学、医学、工业等多个领域有广泛应用。
1. 蝙蝠的导航机制:蝙蝠在夜间飞行时,能够准确地判断方向,主要是通过发射超声波,这些声波碰到物体后会反射回来。蝙蝠通过接收回声的时间差和强度变化,可以计算出目标的位置和方向,这种方法称为“超声定位”或“生物声纳”。人类受此启发,发明了声纳系统,用于水下探测,如测量海洋深度、寻找水下物体等。
2. 超声波速度测定器:利用超声波的反射效应,可以测量高速运动物体的速度。例如,它可以用于测量高速运动的网球速度,甚至理论上可以应用于高速公路上探测超速行驶的汽车,因为超声波的反射特性使其能够精确地计算出距离和速度。
选择题解析:
4. B 预报台风、监测核爆炸是次声波的应用,因为次声波通常与大自然的极端现象相关联。
5. C 地震产生的振动声音属于次声波,其频率低于20Hz,人耳无法听到。
6. A “B超”利用的超声波频率高于人的听觉范围。
7. D 蝙蝠发出的是超声波,频率太高,人耳无法听到。
8. D 不同动物的听觉范围不同,有些动物对超声波或次声波更为敏感。
9. B 超声波在水中的传播速度比空气快,且衰减小,传播距离远。
10. C 可听声是指人耳能听到的声波,超声波和次声波均不在这个范围内。
计算与论述部分:
11. 人耳听不到声音的原因多种多样,如:
- 响度不足:当声源离人太远,声音能量减弱,到达人耳时可能低于人能听到的最低响度(约0分贝)。
- 无传声介质:声音需要通过气体、液体或固体介质传播,若人与声源间存在真空,声音无法传播。
- 听觉障碍:人的听觉系统可能存在损伤或疾病,导致无法正常感知声音。
超声波和次声波因其特殊的频率特性,在科学和工程中有着独特的应用。超声波主要用于非破坏性检测、医疗成像(如B超)、工业探伤等;次声波则用于地震预测、大气研究等。了解并掌握超声波和次声波的性质及其应用,对于理解自然界的现象以及开发新的科技产品至关重要。