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从传声筒到移动通信

电话完全进入了我们的生活,我们每天都离不开它,你知道科学家们发明电话是受什么启发吗?是传声筒。让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B厅一一声音之韵展,观察、研究一下传声筒,直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。

装置简介:两个非常担的传输声音的全属管在空中盘成螺旋状,布置在展区的两个不同位置,相距大约十几米长,图甲左上角就是其螺旋状的管路之一。两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路,两个传输声音的全属管端口分别是听筒和话筒,如图乙所示。就像人打电话一样,用话筒说话,用听筒听声音,如图丙所示。

声音是由物体振动所产生。在振动介质(空气、液体或固体)中某一质点在平衡位置附近来回发生振动,并带动周围的质点也发生振动,逐渐向各方向扩展,这就是声波。声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,它们自己仍旧在原地振荡,也就是说空气粒子并不跟着声波前进!如图丁所示,连续振动的音叉,使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。

声波是一种振动的机械波,它的基本参数是频率、波长和波速。通过示波器可观测到可视化波形如图戊所示。频率是声源(或某一质点)1秒内来回振动的次数(单位为赫重Hz),而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期,其单位为秒。显然,。频率与人耳主观感觉声音的音调有关。频率越高,音调也越高。振幅与声音的强度有关。波长是声波在一个周期内传播的距离,也是波形图中相邻波峰(或波谷)的距离。这三者的关系是

人耳能感觉到的声波频率范国在20~20000Hz,称为音频波。在这个频率范围以外的振动波,就其物理特性而言与声波相似,但在人类不引起声音感觉。声速亦称音速,是声波通过介质传播的速度,它和介质的性质与状态(如温度)等因素有关。在空气中声速为334.8m/s(22℃时),水中声速为1410m/s,在钢铁中声速为5000m/s。

现实世界中充斥着各种各样的声波,但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗,最后声音消失,一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。早在十八世纪欧洲已有“电话”一词,用来指用线串成的话筒(以线串起杯子)。电话的出现要归功于贝尔,早期电话机的原理为:说话声音为空气里的复合振动,可传输到固体上,通过电脉冲于导电金属上传递。随着现代移动通信技术的快速发展,声音信号的传递借助电磁波传送。电磁波能够在真空中传播,不但传播速度快,而且频率范围广,但它在水中会被吸收而急剧衰减。和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具,它兼具发射和接收这两种功能,在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。

请根据上述材料和你学过的物理知识,回答下列问题:

(1)“传声筒”的展示项目,形象地向观众展示了:当一名观众在管路一侧发声,管路中的_____产生震荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话。

(2)以下应用或工具利用“传声筒”原理的是_____(本题至少有一个正确选项)

A.医生给病人看病用的听诊器             B.水杯琴

C.语音识别验证用户身份               D.超声波加湿器

(3)一列声波从空气传入水中,频率不变,波长_____(选填“变长”、“变短”或“不变”)。

八年级物理综合题中等难度题

少年,再来一题如何?
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