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声学STS篇
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“雪花落水也有声”中的声学知识


江苏沛县张街中学  张振楼  221612

  阅读理解型试题是近年来开发出的好题型.这种题型取材广泛,涉及的知识面较宽,所举事例贴近生活,所运用的知识较为基本.为了向同学们介绍这种新题型,笔者专门编辑了一道声学科普题,不妨感受一下.

  一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响.不过,雪花落水真的发生声波.
首先要说明的是,雪花落水发出的声波频率在50千赫到200千赫之间,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁.然而,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的,而是……

  还是让我们先读一段故事吧.

  事情发生在冷战时期,当时美国海军要监视前苏联潜水艇的活动,他们发现,在下雨的时候,水下声纳工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听.

  他们把这个问题交给华盛顿大学声学物理实验室的克拉姆教授,克拉姆又找到普罗斯佩勒提教授,后者在声学界颇有名望,是个奇才.普罗斯佩勒提猜想,这些声音不该是雨滴撞击水面发出,而应是含在雨滴中的气泡振动发出的.他们把这个想法告诉其他科学家,大多数人都摇头.然而克拉姆有这些摇头科学家没有的一个设备:一个每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机.利用这台摄影机,他确实在下雨时发现水中产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动.他还发现,大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波.

  有些人还告诉他们,渔民也常抱怨,在下雪时他们的声纳也常常侦听不到鱼群.一开始,他们也不信,因为雪花中含有90%以上的水,空气不多.但是,他们不是简单否认,而是要用实验来验证.在一个风雪的夜晚,他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据,雪花落水时也产生气泡,同样,这些气泡也振动,从而发出声波.其实,无论是人们打水漂时所听到的细微声响,还是瀑布的隆隆震响,都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡.
阅读短文后,回答下面的问题:

  (1)声是由于____________产生的,雪花落水确实发声,它是___________产生的.

  (2)人正常听到的声音频率在_______到________Hz之间;而雪花落水发出的声波频率在________到____________Hz之间,因而它属于_________(选填“超声波”、“次声波”).

  (3)声纳装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是哪种生物? 

  (4)雪花落水发出的声音对人来讲不是噪音,若站在鲸鱼的角度看是否属于噪音? 为什么? 

  (5)科学家们发现,不论是雪花落水,还是雨滴落水发出的声音都能被鱼听到,说明 ___________能传播声音.

  (6)大气泡每秒振动的次数_________小气泡每秒振动的次数.(选填高于、等于或低于)

  (7)科学家们在探究雨滴落水产生声音的过程中,经历了下列的过程,请你把它们按正确的顺序排列起来:遇到问题、______、_______、______、______,最终解决问题.(填序号即可)

  a. 归纳分析 b.进行实验 c.提出假设 d.得出结论


参考答案:(1)物体振动 气泡振动 (2)20 2×104 5×104 2×105 超声波(3)蝙蝠 (4)属噪音 因为这些声响令鲸鱼异常烦躁 (5)液体 (水) (6)低于 (7)c b a d





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