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例如:
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(1)人类凭听觉器官只能听到一定音调范围内的声音(声音的音调取决于物体的振动频率)。
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(2)人类凭视觉器官只能看到色彩艳丽的可见光(光的色彩取决于光波的振动频率)。
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(3)人类凭触觉器官只能感受物体在一定范围内的温度(物体的温度取决于物体内部大量分子的振动频率)。
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上述事例说明频率跟声音的音调、光的色彩和物体的温度有关,而大自然造化出人类的一些感知器官又能感触到它们,这难道不是人与大自然之间的奇妙和美吗?这难道不是“自然中事物的多样性与统一性”的表现吗?
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这个事例,体现了物理学中处处都有美的表现,证明了“变中有不变,不变中有变”的辩证观点,说明了站在辩证唯物思想的制高点上“一览众山小”的学习效果,同时也让同学们真正品尝到了物理学的原汁原味。
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3.声波的波形图的用途是什么?
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用坐标的纵轴代表振幅,用坐标的横轴代表时间,进而在坐标的平面内呈现出声音在介质中传播的图线,这种图线就是声波的波形图像。声波的波形图像简称声波的波形图,它可用来形象、直观地比较声音振幅的大小和频率的快慢,以及音色的不同。
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如图2-3和图2-4所示,就是让我们比较两只不同音叉(声源)振动时,它们在空气中相同时间内传播的波形图像,进而形象、直观地说明它们的音调和响度是不同的。
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由于音叉发出的是单频率的声音,因此,它可以用来校对音准。
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图2-3 声波的频率
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图2-4 声波的振幅
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图2-2所示的就是音叉、单簧管和小提琴所发出的声音传播的波形图像,它能形象、直观地说明这些乐器的音色是不同的。
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4.何谓共鸣现象?
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当两个频率相同的甲、乙音叉靠近,用小锤敲击甲音叉振动发声时,乙音叉也会发出声音,物理学中把这种声学现象叫作共鸣,如图2-5所示。
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图2-5 声波传递能量导致同频率音叉发声
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共鸣现象产生的实质是共振。所谓共振,指对振动物体施加外力作用的频率与振动物体的频率一致时,振动物体的能量会增强,振幅会增大的现象。
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让我们用同学们小时候玩过的秋千为例来说明,当作用在秋千上的推力的频率与秋千自身振动的频率相同时,即每次推力的作用均跟秋千的振动合拍时,秋千就会越荡越高,这就我们所见到的共振效应。
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共鸣其实是共振在声学中的一种表现。
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自然中的事物总是具有两面性的,共振现象也是如此,它对我们人类既有有利的一面,也有有害的一面。
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