超声波:超声波的声波频率高于20000Hz,超过一般正常人听觉所能接收到的频率上限,是不能引起耳感的声波。其频率通常在2×104Hz~5×108Hz范围之间。它具有与声波一样的传播速度,因为超声波的频率高,波长短,所以它具有很多特性:由于它在液体和固体中的衰减比在空气中衰减小,因而穿透力大;超声波的定向性强,一般声波的波长大,在其传播过程中,极易发生衍射现象,而超声波的波长很短,就不易发生衍射现象,会像光波一样沿直线传播;超声波遇到障碍物会产生反射,若遇到界面时则将产生折射现象;超声波的功率很大,能量容易集中,对物质能产生强大作用,可用来焊接、切削、钻孔、清洗机件等;在工业上被用来探伤、测厚、测定弹性模量等无损检测,以及研究物质的微观结构等;在医学上可用作临床探测,如,用“B超”测肝、胆、脾、肾等病灶,或用来杀菌、治疗、诊断等;在航海、渔业方面,可用来导航、探测鱼群、测量海深等,超声波在各个领域都有广泛的应用。
次声波:又称亚声波。是低于20Hz,不能引起人的听觉的声波。它传播的速度和声波相同。在很多大自然的变化中,如地震、台风、海啸、火山爆发等过程都会有次声波发生。人为的次声源亦在核爆炸,喷气式机飞行时,以及行驶的车船,压缩机运转时发生。凡晕车、晕船,都是受车、船运行时次声波的影响。利用次声波亦可监视和检测大气变化。
声速:又为音速,是声音在介质中传播的速度。它与介质的密度、弹性系数以及介质所处的状态有关。0摄氏度时空气中的声速是约331米/秒,温度每升高1摄氏度,声速约增加0.6米/秒, 15摄氏度时约为340米/秒。当温度为0摄氏度时,声波在不同介质中的传播速度为:氧气—316 米/秒;空气—331米/秒;软木—500米/秒;酒精—1275米/秒;水—1450米/秒;硬橡胶—1570 米/秒;松木—3320米 / 秒;铜—3800米/秒;钢—5000米/秒;玻璃—5000米/秒~6000米/秒。
乐音:凡由声源按周期性振动而发出的有规则的声音,令人悦耳动听谓之乐音。它的波形图线是周期性的曲线。乐器按规律振动发出的才是乐音,否则即是噪声,刺耳难听。乐音的三要素是音调、响度和音品,它们各自反映乐音的特性。
噪声:是由声源作无规则的、非周期性振动所产生的,或是由不同强度和不同频率的声音无规律的组合在一起而形成的。例如,车辆的发动机、喇叭声,工
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地或工厂的各种机器的响声,婴儿啼哭以及喧哗声,凡是刺耳的声音都是噪声。它对人们的生活、工作影响甚大。噪声使人烦恼、疲劳、紧张和分散注意力,影响人们的学习、工作、休息以及睡眠,严重时引起疾病(如耳聋、心脏病等)和事故。国际上规定 90dB为听力保护的最高限度。噪声是目前污染环境的三大公害(污水、废气和噪声)之一,噪声没有污染物,又不会累积,但它污染的面积大,其能量最后完全转化为热能而转移。
噪声的来源:第一、交通噪声。汽车、火车、飞机、轮船等交通工具是流动性的噪声源,对环境的影响最突出,随着城市交通越来越发达,车辆拥有量增加,交通噪声污染日益严重。 第二、工业噪声。来自工厂的各种机器和设备,不但直接对生产者带来危害,对附近的居民影响也很大。工业噪声是造成职业性耳聋的元凶。第三、建筑施工噪声,建筑用的混凝土搅拌机、打桩机、推土机、钻机、风动工具等产生巨大的噪声。第四、生活噪声。公共娱乐场所、商场、市场等发出的声音以及人群的喧哗声、家庭噪声等都称为生活噪声。生活噪声一般强度不大。在80分贝以下,但它使人心烦意乱,干扰人的正常工作与生活。
噪声的危害:按照普通人的听觉,0至20分贝,为很静,几乎感觉不到声音;20至40分贝,为安静,犹如轻声絮语入耳;40至60分贝,为一般,是普通室内的谈话声。因此世界民办卫生组织规定45分贝为居住区白天噪声容许的界线;60至70分贝,为吵闹级,有损神经,因此各国普遍规定60分贝为闹市区噪声容许的极限;70至90,属于“很吵闹”级,人的神经细胞逐渐受到破坏;90至100分贝,为“吵闹加剧”级,任何人的听力都受到损害;100至120分贝,为“吵闹危害”级,使人难以忍受,呆一分钟也能暂时耳聋;120至140分贝,为“严重吵闹危害”级,相当5米内听到喷气发动机的响声,令人极其痛苦,可能导致彻底的耳聋,甚至引起脑溢血或心猝停。
二、热现象
热现象:凡是与冷热有关的一切现象统称为热现象。其本质是物体内部的一种能量表现形式。
温度:物体的冷热程度叫温度。物体温度的升高或降低,标志着组成物体的分子无规则热运动的平均动能的增加或减少。但是,用皮肤的感觉去判别温度的高低往往不可靠。例如将两手分别放在热水和冷水里浸一会儿,再同时放入温水
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中,两只手所感觉的冷热程度不一样,因此,通常利用水银、酒精等热胀冷缩的性质,做成温度计,去测量物体的温度。
热传递:又称“传热”。热量从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。热传递通过热传导、对流和热辐射三种方式实现。在实际的传递过程中,这三种方式往往是伴随着进行的。
热传导:又称“传导”。热量从物体的一部分传递到另一部分,或者从一个物体传递到另一个物体的过程。热传导是固体中热传递的主要方式。物体较热部分的分子具有较大的平均动能,这些分子由于碰撞而把本身的一部分动能传递给了较冷部分的分子,使后者的平均动能增加而变热。各种物体的导热性能不同。固体中金属导热最好,常用作传热的材料。羊毛、棉花、石棉、软木等物质不容易导热,常用作热绝缘材料。液体除了水银和熔化的金属外,导热性能很差。气体的热传导性能更加差。
热对流:依靠液体或者气体本身的流动而传热的过程,是热传递的一种方式。烧水时,水壶底部的水受热体积膨胀,密度变小而上升;上部冷水密度大而下降,引起水的上下循环流动。大气因下层受热而引起气流上下循环流动。这些因温度不均匀引起密度或压强的差别而自然产生的对流,称为“自然对流”。依靠外力推动气体或者液体内作相对循环运动而产生的对流,称为“压强对流”。例如,在某些发动机中,冷却装置里的水就是水泵来强迫它作循环流动的。
热辐射:物体因自身的温度而以电磁波形式向外发射能量的过程,是热传递的方式之一。物体所辐射的电磁波波长随温度而变。温度较低时,主要是不可见的红外辐射;在 500 ℃ 以上,则逐渐发射较强的可见光,直至紫外辐射。此外,物体温度越高辐射越强。
由于热辐射既不是靠液体或气体的流动,也不是靠分子之间的碰撞,因此在真空中也可以进行。
三、光现象
光源:能够发光的物体叫做光源。包括自然光源和人造光源。 光的传播:在同一种物质中是沿直线传播的。
光的反射:指光在传播中遇到其他物体表面改变方向后返回的现象。 光的折射:指光从一种物质斜射入另一种物质时,传播方向发生改变的现象。
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光的色散:指白光通过三棱镜后分解为各种色光的现象。 光的颜色:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
光谱:如果我们把白色日光从一条夹缝射入黑暗的房屋中,并使这一白光穿过玻璃棱镜,棱镜就会将白光分离成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色的光。当这些光投照在白色墙壁上时,我们就会见到与彩虹有相同颜色顺序的光色谱。这种现象叫做光的色散,这条彩色光带叫做光谱。
可见光谱:用三棱镜分解太阳光形成的光谱,是人类眼睛所能看到的范围。从最长的红色光波约780毫微米,依次缩短,到紫色光波约380毫微米,这个区域为可见光谱,也就是说这是我们人类所能看到的颜色。
不可见光谱:780毫微米以外的则是红外线、电波等不可见光谱,通过仪器才能观测。
复色光:牛顿以前的学者,认为白色是最简单的光线。牛顿用三棱镜把白光分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光,如在光线分散的中途加一块凸透镜,使分散的光线在凸透镜与银幕之间的某一点集中,而集中的一点则又是白色光。所以白色光即为复色光。
单色光:经三棱镜分解的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫任意一个色光再经三棱镜不再分解,银幕上仍是原来的色光,这不能再分解的光叫单色光
光的三原色和印刷三原色:红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue),简称RGB,叫做色光的三原色,利用这三种色光可以混合出不同的色彩来。彩色电视就是利用色光的混合调出各种色彩来的。彩色电视机的荧光屏上有很多微小的格子,分别涂有能发出红、绿、蓝色光的物质,当三束电子流分别打到这三种物质上时,就发出红、绿、蓝色的光,这三束电子流的强弱分别影响着这三种色光的强弱,由此混合出绚丽多彩的各种色彩。看电视时,如果用放大镜观察电视机的荧光屏,就能看到屏上红、绿、蓝的光点。画家用颜料调出各种颜色的道理与上面所讲的色光的混合不同,颜料的三原色是红、黄、蓝,这三种颜料按一定比例混合,能调出各种不同的颜色来。这是因为每种颜色的颜料,在阳光照射下,除了反射跟它相同的色光以外,还反射一些其他的色光,例如黄颜料除了反射黄光,还反射橙光和绿光,同时吸收其他色光;蓝颜料除了反射蓝光,还反射绿光,同时吸收其他色光;这两种颜料混合在一起,就反射绿光,混合颜料就呈绿色了。
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