seegongsik
初中一年级 (12-13岁)

初中科学 波与声音

往平静的湖面扔一块石头,水波向外扩散,可漂在水面上的树叶只是在原地上下起伏,并不会随着水波漂走。 像这样物质只在原地振动、只有振动被传递出去的现象叫做波,传播波的物质叫做介质。 声音也是以空气为介质的波:空气振动得多快(频率)决定音调,振动得多大(振幅)决定响度。 第一幅图是以1 m/s沿绳子传播的波在某一瞬间的样子,提高频率时波长相应变短,可以验证频率与波长的乘积始终保持1 m/s。

波的样子

8 cm
3 Hz
💡 描述波的术语
①波:在某处产生的振动沿介质向外传播的现象,介质只在原地振动,并不随波迁移。
②振幅(A):从振动中心到波峰(或波谷)的高度,振幅越大,能量越大。
③波长(λ):相邻两个波峰(或两个波谷)之间的距离。
④频率(f):每秒振动的次数,单位是Hz(赫兹)。
⑤图中频率为2 Hz时波长是50 cm,4 Hz时是25 cm。

横波和纵波

🔍 波的种类
①横波:介质的振动方向与波的传播方向垂直,例如绳上的波、地震的S波、光。
②纵波:介质的振动方向与波的传播方向平行,例如声音、地震的P波。
③纵波中,介质密集的地方(密部)和稀疏的地方(疏部)交替出现并向前传播。
④声音靠空气粒子前后振动来传递,所以在没有空气的真空中不能传播。

声音的三要素

高音与低音
波速
v = fλ(波速 = 频率 × 波长)
波速由介质决定;在同一种介质中提高频率,波长会相应变短,乘积保持不变。
🎵 声音的三要素
①音调由频率决定,频率越高音调越高。人能听到大约20 ~ 20000 Hz的声音。
②响度由振幅决定,振幅越大声音越响。
③音色由波形决定。音叉发出平滑的波形,吉他发出由多种振动叠加而成的复杂波形,所以音调相同听起来也不一样。

考试要点整理

要点总结
v = fλ · 音调 = 频率 · 响度 = 振幅 · 音色 = 波形
把波速公式和声音的三要素放在一起记。
🎯 考试要点
①横波的振动方向与传播方向垂直(绳上的波、光),纵波的振动方向与传播方向平行(声音)。
②v = fλ:波速 = 频率 × 波长。
③音调高 = 频率大,声音响 = 振幅大。
④空气中的声速约为340 m/s,气温越高稍快一些。
⑤声音需要介质才能传播,真空中听不到声音。

例题与单元测验

例题 1
频率为50 Hz、波长为4 m的波,波速是多少?(v = fλ)
1
波速v = fλ,即频率与波长的乘积。
2
v = 50 Hz × 4 m = 200 m/s。
▸ 200 m/s
每秒振动50次,每振动一次前进4 m,所以每秒前进200 m。
例题 2
声音的音调和响度分别由什么决定?
1
音调由频率决定,频率越高音调越高。
2
响度由振幅决定,振幅越大声音越响;音色由波形决定。
▸ 音调 = 频率 / 响度 = 振幅
在下面的图中,高音的波形更密,响亮的声音波形更高。
单元测验类型
关于波和声音,说法正确的是?
①波速用v = f ÷ λ求出
②声音的高低由频率决定
③声音的大小由频率决定
④声音是横波
⑤频率的单位是m
▸ ② 声音的高低由频率决定
1
频率越高音调越高,所以音调由频率决定,②正确。
2
波速v = fλ(①),响度由振幅决定(③),声音是纵波(④),频率的单位是Hz(⑤)。

最后更新

如果有帮助,请支持我们