师：同学们好，这节课由我带领大家学习第三章第三节超音与次声。首先我们来复习一下声的相关知识。声音是怎样产生的？
生：声音是由物体振动产生的。
师：音调是由什么因素决定的？
生：音调是由频率决定的。
师：什么是频率？频率的单位是什么？
生：我们把物体每秒振动的次数称为频率，频率的单位是赫兹。
师：好的，下面我们进入新课的学习。首先我们来欣赏一段精彩的海豚表演。（播放海豚表演视频）精彩的海豚表演我们欣赏完了，不知道大家有没有注意到，每一位驯兽师嘴里都含有一个口哨，我们把这个口哨称为海豚哨。海豚在海豚哨的指挥下做着各种优美的动作，而旁边的观众却没有听到哨音，大家知道这是什么原因吗？学习完今天的超声与次声，或许大家就能从中找到答案。下面请同学们了解本节课的学习目标。了解超声在现代生活中的应用是本节课的重点。接下来请同学们把书本翻到49页阅读信息窗，并和老师一起来画一下人和动物的发声频率范围和听觉频率范围吧。首先，老师把人的发声频率范围和听觉频率范围画出来，人的发声频率范围是85赫兹到1100赫兹，人的听觉频率范围是20赫兹到2万赫兹。下面请同学们分别画出蝙蝠和狗的发声频率范围和听觉频率范围吧。
（两位同学画完）
师：同学们，你们画好了吗？接下来老师把这两位同学画的频谱和老师画的频谱放在一起，请同学们仔细观察、对比，看一看有没有什么发现呢。我们发现人的听觉频率范围相对于动物来说有点偏低，只有20赫兹到2万赫兹。高于2万赫兹的声音人耳听不到，但同学们发现哪些动物却可以听到啊？
生：蝙蝠和狗都可以听到。
师：低于二十赫兹的声音人耳也听不到，但是狗却可以听到。其实自然界中声音的频率范围很广，从10的 - 4次方赫兹到10的12次方赫兹。而我们人耳只能听到20赫兹到2万赫兹的声音。所以对于人来说，我们把低于20赫兹的声音称为次声，虽然人耳听不到，但大象的听觉频率范围是1到2万赫兹，说明大象可以听到部分次声。我们把频率高于2万赫兹的声音称为超声。像蝙蝠的听觉频率范围是一千到12万赫兹，海豚的听觉频率范围是十五赫兹到十五万赫兹，说明蝙蝠和海豚可以听到部分超声。其实我们在上课之初提到的海豚哨发出的就是超声波，虽然人耳听不到，但海豚却可以听到。那么超声和次声在我们的生产和生活当中又有怎样的特点和应用呢？我们一起来了解一下吧。首先我们来看超声，我们把频率高于2万赫兹的声音称为超声波，由于它的波长短，不容易发生绕射或衍射，几乎沿直线传播，所以具有很好的方向性。超声波由于它的频率高，具有的能量大，所以具有很强的穿透能力和破碎能力。那么同学们，你们了解超声在生产生活中的应用吗？请同学们结合自己的生活经验想一想。
生1：我知道医院中的超声诊断仪，也就是俗称的B超，可以用来探测母体中的婴儿，并且诊断疾病。
生2：声纳就是运用超声的原理，它可以探测水中的鱼群，对于捕鱼有很大的作用。超声还能破坏细菌结构，可以起到杀菌消毒的作用。
生3：我知道超声还可以用来清洁。
师：看来同学们的知识储备量都很丰富啊。接下来我们来系统地了解一下超声在生产生活中的应用吧。首先，超声方向性好，所以具有很强的导航能力。提到了超声的导航能力强，同学们你们会想到哪种动物呢？
生：蝙蝠。
师：那么蝙蝠是如何利用超声波进行导航的呢？我们一起来看一看。自然界中的许多动物，不仅能发出超声，而且能听到超声，蝙蝠就是一个例子。蝙蝠的视觉能力较差，却拥有强大的听觉能力，能够听到频率在1000到12万赫兹的声。蝙蝠通常只在夜间出来活动觅食，但它们却能以很高的精度确认目标，从不会撞到墙壁树枝上。这是因为蝙蝠在飞行时会发出超声波，超声波的能量集中，方向性好，这些超声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来。根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置。蝙蝠采用的这种定位方法叫做回声定位。其实除了蝙蝠可以利用超声波进行导航，海豚也可以利用超声波进行导航，人们受此启发，利用超声波的方向性好这一特点以及回声定位的原理，制造出了超声雷达，又叫声呐。下面我们一起来看一下声纳是如何工作的吧？
声纳是一种利用声波在水中的传播和反射来进行导航和测距的技术或设备。它与雷达的工作原理类似，但又有所不同，因为声纳通常使用的是声波而不是无线电波。我们知道声波在水中传播速度大约为1440米每秒，是其在空气中传播速度的4倍有余。划重点，声纳是通过发射声波并测量回声返回所需时间来计算距离的，回声所需时间越长说明物体距离声纳越远。如果声纳发射的声波集中呈树状，它就可以计算出水下障碍物的距离或者海底深度。因此，我们可以利用它扫描出海底的详细轮廓。当然，声纳也可用于调查海洋考古遗址或海底管道等。大多数情况下，扫描海底用的是超声波，超声波发出的频率高于2万赫兹，声波频率越高得到的海底图像越详细，但频率越高也意味着声纳的探测范围更短。这就是为什么经常使用侧扫声纳的原因。侧扫声纳可以从测量船或直升机上深入水中，并拖拽到靠近海床的位置进行扫描，最终创建出一系列周围环境的详细图像。以上就是关于声纳的介绍。
好的，除此之外，超声还应用在倒车雷达和超声测速仪上。那么倒车雷达是如何利用超声波来进行测量距离的呢？我们一起来了解一下吧。为避免汽车司机倒车时碰到障碍物，倒车雷达这项高科技产品应运而生，这项技术也是超声波在生活中的应用。现在让我们一起去了解一下倒车雷达究竟是如何利用超声波高效工作的。倒车雷达通常是由超声波传感器、控制器和显示器三部分组成。在控制器发出的电脉冲信号的作用下，超声波发射传感器可以发射出40千赫兹的超声波。这些发射出去的超声波遇到障碍物之后发生反射，超声波接收传感器就可以将反射回来的超声波转化为电信号。接收传感器再将电信号送至倒车雷达的控制器，计算出障碍物与车身的距离。这个控制器就像我们的大脑一样，不但可以计算距离，而且还有自己的距离标准。一旦计算出车身周围的障碍物距离比预先设定的安全距离小的时候，那么显示器就派上用场了，显示器就会显示出车后障碍物的方位和距离，这样当距离车后的障碍物越近的时候，驾驶员就能在图像和报警音的双重指示下做出相应的减速或者停车，避免在倒车过程中发生碰撞。现在你们了解倒车雷达是怎么为我们保驾护航了吗？
师：好的，超声波除了方向性好，还具有很强的穿透能力，大家想一想，超声波的穿透能力强，可以有哪些应用呢？
生：人们利用超声波的穿透能力强这一特点，制造了B型超声波诊断仪，通过向病人或孕妇体内发射超声波并接收反射波成像，从而来判断人体疾病或胎儿的发育情况，也就是我们常说的B超。
师：B超可以检视胎儿的发育情况，说明声音可以传递信息。类似的应用还有超声金属探伤仪，它可以用来检查金属内部是否存在缺陷。除此之外，超声波由于传播能量大，所以具有很强的破碎能力。这台仪器是化学工业上用来将油和水混合的仪器。大家知道油和水是分层的，不相容的。这台仪器通过发射超声波，先把油和水震碎，然后再把油和水混合在一起。好的，外科医生还会利用超声波的震动除去人体内的结石，就是通过向结石发射超声波的方法，将结石击成细小的粉末，从而可以被顺畅地排出体外。那么超声波能把结石粉碎掉，说明声音能够传递能量。那么声音是以什么形式传递能量的呢？我们一起来了解一下吧。
（把扬声器和蜡烛放在一个无风的房间内，将扬声器对准蜡烛，可以看到蜡烛平静地燃烧。接通扬声器的电源，播放音乐）
师：可以看到烛焰随着音乐摇晃起来。是什么在吹动烛焰呢？这是因为声波是一种波动，它可以传递能量，当扬声器震动时，会使它周围的空气也发生震动，震动的空气把声波传播开去，从而引起烛焰跳动。这个实验说明声音是以波的形式传递能量的，除此之外，超声波的破碎能力强还体现在超声波可以用来清洗物体，甚至可以用来洁牙。那么超声波具体是如何清洗的呢？我们一起来了解一下吧。