师:同学们好,今天由我跟大家一起学习沪科版八年级物理第三章第一节“科学探究:声音的产生与传播”。在开始学习之前,请大家先观看一段视频,一起聆听来自中国的声音。
(同学们观看视频)
师:在刚才的视频里,我们看到了众多中国场景与民族艺术,也听到了各种中国声音和民族乐器发出的声响。声音伴随着我们的衣食住行,无处不在,我们生活在一个充满声音的世界里。同学们有没有想过,声音究竟是怎样产生的呢?要了解这个问题,我们从观察发声体开始。大家试着用手摸着喉咙,念出本节课的标题,说说手指有什么感觉;也可以观察身边的发声物体,比如弹拨绷紧的橡皮筋,或者将直尺一端按压在桌面上,用手弹拨另一端,看看它们发声时有什么特征。大家先尝试一下,然后回答问题。
(同学们进行尝试)
师:通过对发声体的观察,同学们发现了什么共同特点呢?我们来听听大家怎么说。
生1:我觉得声音的产生应该是由振动产生的。当我们说话的时候把手放到喉咙边,能感受到喉咙的振动。
生2:绷紧的橡皮筋在发出声音的时候,能观察到它在振动。
生3:我觉得我的现象最明显。把尺子一端按在桌面上,用手弹拨,可以清楚看到尺子在振动。
师:同学们观察得真细致!通过大家的发现,发声的物体好像总是在振动。所以我们猜想,物体发声可能与它的振动有关。不过,生活中有时会有这样的现象。老师这里有一个音叉,当我们敲击音叉时,仔细观察,能看到它在振动吗?我们再观察一次。音叉发声时,我们听见了声音,可肉眼很难看到它的振动,难道像音叉这样的物体可以不振动就发出声音吗?接下来,我们用一组小实验来解开心中的疑惑。
(老师进行实验:往鼓面上撒一些碎纸屑,敲击鼓面,纸屑被弹起;用正发声的音叉接触水面,有水花溅出;将硬币放在正在发声的扬声器上,硬币被弹起)
师:通过这一组小实验,同学们心中有自己的见解了吗?我们来听听大家的看法。
生4:是振动,鼓面的振动虽然看不见,但纸屑在跳动,是被鼓面弹起的。
生5:对,水是被振动的音叉溅起的。
生6:硬币的振动是被喇叭弹起的。
生7:有些发声物体的振动不太明显,但是我们可以利用其他东西来将这些振动显示出来。
师:通过同学们的分析,我们发现,原来物体在发出声音时都在振动,只不过有些物体的振动不太明显。我们可以通过其他物体将这些振动显示出来,比如在这个实验中,跳动的硬币就显示了扬声器的振动。这种方法在物理学上称作转换法。看来所有物体在发出声音时都在振动,无论是否容易观察到。那么,如果正在振动发声的物体,它的振动被阻止了,会观察到怎样的现象呢?我们一起来做个小实验。敲击音叉,使音叉振动发声,然后立即用手握住阻止它的振动。大家仔细观察,会看到什么现象?
(老师进行实验)
师:我们在实验中发现,当用手握住正在发声的音叉阻止它的振动时,音叉不再发出声音了。这说明物体的声音都是由振动产生的,振动停止,发声也停止。所以我们说,声音是由物体振动产生的,振动停止,发声停止。在生活中有很多物体振动发声的例子,同学们还能举出一些吗?仔细观察生活,比一比谁找到的类型更多。
(同学们思考并回答)
师:我们一起来看看同学们都找出了哪些例子。
生8:说话是声带振动发出的声音,正在被演奏的乐器也发出声音。
师:那乐器是哪里振动发出的声音呢?
(同学们继续讨论)
师:通过同学们的观察,大家提到了这些正在发出声音的物体。在物理学上,我们把这些正在发声的物体叫做声源。声源的种类多种多样,气体、液体、固体都可以作为声源。刚才同学们讨论时还提出了一个问题,乐器是怎样发声的呢?其实不同的乐器发声部位并不相同。像琵琶、古筝这样的弦乐器,是由于振动的琴弦而发声的,所以弦乐器的声源是振动的弦。而像笛子、箫这样的管乐器,是由于管内空气柱的振动而发声的,所以管乐器的声源是振动的空气柱。
师:看来声音是由振动的声源发出的,可这些声源距离我们的耳朵往往有一段距离,比如同伴间的交谈、窗外的虫鸣鸟唱、空中飞机的呼啸,与人耳都有间隔。那么这些声音是如何传播进人耳的呢?通过对平时生活的观察,相信同学们有了自己的看法,我们一起来听听。
生9:说话时,声带在振动,声带与人耳之间有空气,所以人听到声音是通过空气传播的。
生10:不一定,也许真空中也能传声呢。
生11:那做个实验吧。地球上到处都是空气,可以把声源放在一个密闭的容器里,再把里面的空气抽出,观察还能不能听到声源发出的声音。
师:通过同学们的讨论,大家达成了一致观点,就是空气可以传播声音。但讨论中同学们也提出了一个问题,真空是否可以传声呢?要知道真空中声音是否能传播,得在真空里做实验。可地球被厚厚的大气层包裹着,地球表面附近到处都是空气,我们到哪里去找真空呢?对,就像刚才同学们提出的,我们可以将声源放在一个密闭的容器里,然后抽去容器中的空气,形成近似真空的状态再来观察。我们一起来看看这样一个实验会有怎样的现象。
(老师展示实验:将闹钟用玻璃罩罩住,透过玻璃罩可观察到铃锤击打铃碗发出铃声。缓缓抽去玻璃罩内空气,铃声逐渐减弱;若完全抽去玻璃罩内空气,能看到铃锤敲击铃碗,却听不到铃声;打开阀门,让空气缓缓进入玻璃罩,铃声逐渐加强)
师:好,通过这个实验我们看到了一些与声音是否能在真空中传播有关的现象。现在我们从其中找出关键现象一起分析。首先,随着空气逐渐被抽出,我们听到铃声逐渐减弱。由这个现象可以推理,如果空气越来越少,声音就会越来越弱,如果真的将玻璃罩内完全抽成真空,我们就听不到铃声了。之后打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩,又听见了铃声。看来真空真的不可以传播声音。所以我们说,声音的传播需要空气这样的介质,真空不能传声。除了空气以外,同学们还知道哪些介质可以传播声音呢?请举例并和其他同学交流。
