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《次聲波和超聲波》教案
【教學(xué)目的】
1、知道什么是次聲波和超聲波
2、知道次聲波和超聲波的相關(guān)應(yīng)用
【教學(xué)重點(diǎn)】
次聲波和超聲波的劃分、它們?cè)诩夹g(shù)上的應(yīng)用
【教學(xué)難點(diǎn)】
超聲波應(yīng)用的相關(guān)原理
【教學(xué)方法】
閱讀法、分析法
【教具】
投影儀
【教學(xué)過程】
○、復(fù)習(xí)＆引入
1、學(xué)生答問：什么是多普勒效應(yīng)？兩類多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因分別是什么？
2、學(xué)生答問：在海面上有一艘船，正迎著海浪傳播的方向航行，它的顛簸頻率會(huì)比它停著不動(dòng)時(shí)的顛簸頻率高還是低？
從人們接受聲波時(shí)的某些特殊情況出發(fā)，我們知道了適應(yīng)所有機(jī)械波的多普勒效應(yīng)。今天，我們繼續(xù)介紹和聲波有著密切關(guān)系的——
一、次聲波和超聲波
1、次聲波：頻率低于20HZ的聲波。
2、超聲波：頻率高于20000HZ的聲波。
很顯然，次聲波和超聲波是聲波的“近親”，它們雖然不能被人耳感知，但卻可以通過特殊的儀器去發(fā)射和接受到。而且據(jù)我們所知，某些動(dòng)物也有發(fā)射和接受次聲或超聲波的能力。
二、次聲波和超聲波的應(yīng)用
1、次聲波的特點(diǎn)和應(yīng)用
產(chǎn)生：地震、火山爆發(fā)、風(fēng)暴、海浪沖擊、槍炮發(fā)射、熱核爆炸、動(dòng)物聯(lián)絡(luò)。
特點(diǎn)：a、被大氣吸收的能量少、傳播距離遠(yuǎn)——1883年8月，難蘇門答臘島和爪哇島之間的克拉卡托火山爆發(fā)，產(chǎn)生的次聲波饒地球3圈，歷時(shí)108小時(shí)；1961年，蘇聯(lián)在北極圈內(nèi)新地島進(jìn)行核實(shí)驗(yàn)激起的次聲波饒地球35圈！b、穿透力強(qiáng)（7000Hz的普通聲波用一張紙即可以阻擋，但7Hz的次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土）。
應(yīng)用：研究自然次聲——預(yù)測自然災(zāi)害；測定人工產(chǎn)生的次聲——做大規(guī)模氣象預(yù)測；研究人和動(dòng)物的次聲——了解人體或動(dòng)物器官的活動(dòng)情況；軍事應(yīng)用——次聲武器只對(duì)敵人的人員有傷害，不會(huì)對(duì)武器設(shè)備有任何影響（共振原理：4~8Hz的次聲能在人的腹腔里產(chǎn)生共振，可使心臟出現(xiàn)強(qiáng)烈共振和肺壁受損）。
不過從總體上來講，人們對(duì)次聲的研究還處于起步階段，被稱為聲波家族中的“小字輩”。
2、超聲波的特點(diǎn)和應(yīng)用
產(chǎn)生：某些動(dòng)物、儀器。
特點(diǎn)：a、波長短。大部分的超聲波波長已經(jīng)接近無線電波，有的已經(jīng)接近可見光波。這使得超聲波的傳播基本接近直線，分辨率極高，可以用于各種信息探測，并可以將超聲波“聚焦”后向凹透鏡一樣使用；b、功率大（振幅相同的1MHz的超聲波比1kHz的普通聲波能量大100萬倍）�？梢杂糜趥鬟f強(qiáng)大的能量；可以在液體中產(chǎn)生“空化現(xiàn)象”——當(dāng)超聲波作用于液體界質(zhì)時(shí)，液體先是被撕裂成很多小空穴，然后這些小空穴又會(huì)瞬間閉合，在空穴閉合的過程中，產(chǎn)生高壓（幾千大氣壓）和高溫（幾千攝氏度）——空化可以用于清洗、粉碎、乳化和加速化學(xué)反應(yīng)等。
人們對(duì)超聲波的研究已經(jīng)非常重視，應(yīng)用方面也已滲入到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)學(xué)以及航天和航空等領(lǐng)域，并取得了卓有成效的進(jìn)展。有人甚至認(rèn)為超聲波技術(shù)的研究可以和電子技術(shù)、信息技術(shù)和核子技術(shù)向媲美。
四、小結(jié)
本節(jié)我們學(xué)習(xí)了次聲波和超聲波的概念、特點(diǎn)，和它們?cè)谏a(chǎn)生活、科學(xué)技術(shù)方面的一些應(yīng)用，從知識(shí)難度和深度方面來講，本節(jié)課基本沒有什么新東西，具體怎么應(yīng)用的原理也不要求同學(xué)們?nèi)フ莆�，主要是希望通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)知道一些常識(shí)，了解一下物理知識(shí)和生活、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。懂得學(xué)習(xí)波動(dòng)知識(shí)的必要性。
關(guān)于次聲波和超聲波更深刻的知識(shí)內(nèi)容，以及它們和科學(xué)技術(shù)具體怎么結(jié)合的細(xì)節(jié)問題，鑒于我們掌握的其它知識(shí)還非常有限，這里不做透徹地介紹，有興趣的同學(xué)可以通過其它途徑了解或更深入地去學(xué)習(xí)它們。
五、作業(yè)布置
閱讀教材；
《優(yōu)化設(shè)計(jì)》P52第1、2、3、4、5題，做在書上。
【板書設(shè)計(jì)】
注意“教學(xué)過程”的灰色部分，即是板書計(jì)劃。
【教后感】
偷了一次懶，急于迎接章末考試，將本節(jié)課基本上“上”成了一節(jié)閱讀課——大部分內(nèi)容留給學(xué)生課后閱讀。大部分的課堂時(shí)間則用于復(fù)習(xí)全章的知識(shí)和講《優(yōu)化設(shè)計(jì)》中“章末練習(xí)”的習(xí)題。所以本節(jié)沒有“教后感”。
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