科百科
当前位置: 首页 范文大全

声音在水中传播(声音在水管里的传播)

时间:2023-05-26 作者: 小编 阅读量: 5 栏目名: 范文大全

人类的反应时间:一般人的反应时间应该在0.2秒以上,经过训练的运动员应该也不会低于0.1秒。并且还有环境噪音影响,会让人分辨不出是不是此声音源发出的。原理就是用超声波发射,再接收反射回波时间来计算材料厚度的。这样背离了科学的精神,教育的意义。这个问题你一定要引起重视。始终保持怀疑精神和好奇心,是探求物理应有的品质,希望下次你自己可以探索并与我讨论。

为什么说这个题目是不对的呢?下面来一一说明。

首先要说明一个概念——人的反应时间,就是人在收到一个刺激信号时,到做出反应的为止的最小时间。典型的例子就是赛跑。人类的反应时间:一般人的反应时间应该在0.2秒以上,经过训练的运动员应该也不会低于0.1秒。

*****************************************

扩展阅读

2001年9月在上海举行的国际田径黄金大奖赛男子110米栏的比赛中,刘翔的起跑反应时间是“0.155秒,排在八位选手的第二”,值得注意的是,美国的阿诺德因抢跑被罚下,根据当时的解说。抢跑的概念已经不是简单地“在枪响之前起跑”,凡是在枪响后0.1秒以内起跑的,说明该运动员在枪响前有预判(也就是在赌何时枪响),也算抢跑。

**********************************************

因此,人类能够分辨前后两个声音的时间也有个极限,网上查了资料,这个时间大概是0.1秒,个体会有差异。所以说,题目中的三次声音间隔必须要都大于0.1秒以上,人才能分辨出,否则的话就会只听到一个声音。

我们采用经验数据:

空气中传播速度 340m/s

水中传播速度 1500m/s

水管(PE材料)2160m/s

那就是一道数学题,管子要多长才能达到三个声音先后到达间隔大于0.1s?(自己思考下,如做,再看后面)

*****************************************************

做出来了吗?就知道你没做,就看了。嗯,其实就是一个简单的速度差问题。

设管子长度为x米, 三种介质的传播时间分别为T空,T管,T水,单位s.

T空=x/340

T管=x/2160

T水=x/1500

第一个间隔 T管-T水>=0.1 可知 x/2160-x/1500>=0.1 x>492.61m

第二个间隔 T水-T空>=0.1 可知 x/1500-x/340>=0.1 x>45.45m

由此可知,如果仅仅区分两次声音,那么要用44米的水管做这个实验。如果需要区分出三次声音则需要接近500米的水管,就是你们学校操场100米跑到的5倍的长度。(本来是想给你做这个实验的,一计算工程量,我放弃了)

其次,考虑声音在传播当中,能量会被传播介质吸收,就是说同样强度的声音,距离越远声音会越小。并且还有环境噪音影响,会让人分辨不出是不是此声音源发出的。即便我们不考虑噪音影响,仅考虑声音的衰减,要知道音源能发出多大声音,耳朵能听到多小的声音。这里要引入声音强度的计量单位——分贝(dB), 表示的是声压级,大约等于人耳通常可觉察响度差别的最小分度值。

我们通过噪声衰减公式(https://www.jisuan.mobi/v6bN1bNN3bz6UUJQ.html)的计算:

敲击管子达到耳鸣级别,声音强度大概127分贝,空气中传播500米后,只剩下-8dB.就是听不到空气传播的这个声音了。如果在管子一端放个炮仗,声音强度150分贝,在500米外只有14.7分贝的声音,估计也很难听到。

因此,即便我给你整一个500米的管子做这个实验,估计也验证不了试题的答案。所以说,这个题目是值得商榷的。如果老师强加答案给你们,我认为更是错误的。

如果非要整这个实验不可,咋弄呢?你考虑考虑。我说说参考思路:

1. 上铁管

在我小的时候,水管是铁得多,现在家用水管由于成本与维护(生锈)原因塑料居多。

铁管的声音传输速度是5200m/S,是我们常见材料当中最高的。

照此计算:

第一个间隔 T管-T水>=0.1 可知 x/5200-x/1500>=0.1 x>250m

也要整个250米的铁管,工程量也不小。

2. 上设备替换人耳

因为人的反应时间太长了,如果换一个电子设备测波形,可以测0.01s间隔的声音。那么,水管长度直接缩小10倍,变成25米就够了。如果是可以减小到0.0001 s,那么0.25米就够了。这里说一下有个仪器叫超声波厚度仪,可以测很薄的材料。原理就是用超声波发射,再接收反射回波时间来计算材料厚度的。大概长这个样子:

超声波厚度仪

最后总结一下:

1. 我给你说明了这个题目的相关知识,还有点小的数学运算,希望你能够理解。

2. 这个题目我不喜欢,有点像臆想的题目。而物理是建立在实验基础上的科学,理论推导再正确,没有经过实验检验也是存疑的,更何况理论上推导实验就不成立。如果教育强加给你们这样的答案,其实就是把科学变成了宗教——教给你什么你就相信就得了,考试写上去得分。这样背离了科学的精神,教育的意义。这个问题你一定要引起重视。

3. 遇到题目后,多开动脑筋,你们现在比我们小时强多了,有互联网,什么知识都可以查。但不管查不查资料,不能止步于一个答案,更不能没有自己思考的接受信息。不断思考和探究问题是挺好玩的事情,我查资料给你写这个解答都感觉很有意思。

这个问题的声音衰减的计算超出了我的能力,很多资料都是网上查的,未必准确,仅供你参考。始终保持怀疑精神和好奇心,是探求物理应有的品质,希望下次你自己可以探索并与我讨论。

    推荐阅读
  • 毛豆功效与作用及禁忌(毛豆功效与作用及禁忌是什么)

    跟着小编一起来看一看吧!毛豆功效与作用及禁忌促进肠胃蠕动,保护胃黏膜,预防便秘。改善人体脂质代谢,降低甘油三酯和胆固醇含量,预防心血管疾病。增强记忆力,提高智力水平,改善更年期症状,预防骨质疏松。但要注意毛豆不可与鱼,蕨菜一起吃,会阻碍维生素B的吸收。

  • 鱼骨线可以变道吗(鱼骨状标线可以变道吗)

    鱼骨线可以变道吗“鱼骨状”标线却容易被部分车主误以为是单纯的虚线,从而出现压线变道的错误驾驶行为。“鱼骨状”标线是纵向减速标线,它是由一组菱形块虚线组成,属于道路交通标线新国标中新增的标线之一,是为了提示驾车者要减速了。而“鱼骨状”标线会给驾驶者带来路面变窄的视觉效果,从而达到提示减速的目的。部分城市人行横道前也会设置该标线,以作警示减速。

  • 白茶有什么(白茶有哪些)

    白茶有什么白茶主要品种分为:首日芽、天山白、白毫银针、白牡丹、寿眉(贡眉)等。最主要的特点是白色银毫,素有绿妆素裹之美感,芽头肥壮,汤色黄亮,滋味鲜醇,叶底嫩匀。冲泡后品尝,滋昧鲜醇可口,还能起药理作用。主要产区在福建福鼎、政和、武汉新洲旧街、蕉城天山、松溪、建阳、云南景谷等地。云南白茶工艺主要晒青,晒青茶的优势在于口感保持茶叶原有的清香味。萎凋是形成白茶品质的关键工序。

  • 基础底标高是指什么 基础基底标高指什么

    “基础底标高”是指建筑物基础底部相对于建筑物±0.000处低于多少米。例如:基底标高-2.200M即为建筑的基础埋深为2.2M或基础底部至建筑±0.000处为2.2M。无地下室时,基础标高为基础底标高至首层结构地面,有地下室时,基础标高为基础底标高至地下室结构地面。总平面图室外整平地面标高符号为涂黑的等腰直角三角形,标高数字注写在符号的右侧、上方或右上方。

  • 安徽最美教师评选结果(安吉教育网安高第三届我最喜爱的老师结果揭晓)

    2020年9月初,安吉县高级中学举行了第三届我最喜爱的老师评选活动。学校举行盛大的颁奖典礼,教育局领导和学校领导为获奖教师颁奖。安高第三届我最喜爱的老师结果揭晓[作者:安吉高级中学[吴忠]转贴自:本站原创点击数:74更新时间:2020/9/8审核:工会王伟年]2020年9月初,安吉县高级中学举行了第三届我最喜爱的老师评选活动。让我们把热烈的掌声和真挚的谢意送给我们所有的老师们!

  • 马天宇黄金比例脸(马天宇晒腹肌照)

    近段时间,因为马天宇饰演的电视剧《我的莫格利男孩》正在热播当中,网友们对马天宇饰演的角色都是非常喜欢的,近日,网曝马天宇晒腹肌照,马天宇腹肌明显身材健壮到让男生羡慕。傅孟柏的回复发布出来以后,随后马天宇也对此做出了回应,马天宇调侃表示:“你等着打脸吧,大家会把你戏里的大肚腩截图的。”两人互动十分逗趣,想必他们两人在私底下的关系也是非常不错的。

  • 哪一年以后的车是国5 哪一年以后的车是国4

    国六排放要比国五排放更加严格。随着全球环境污染问题日益严重,全球各个国家都在出台更加严格的排放法规。这对保护地球环境是有好处的。国家实行严格的排放法规并不是为了约束车主,而是为了约束车企。电动机运行时没有多余的抖动和噪音,所以电动汽车行驶时车内静谧性是更好的。电动汽车是使用电动机驱动的,电动机不需要消耗燃油,所以电动汽车也是没有尾气排放的,这对保护地球环境是有好处的。

  • 刮宫注意事项 刮宫注意事项和调理

    注意饮食患者在刮宫手术前几个小时尽量避免喝过多的水,食用太多食物,这样可以有效避免手术后大小便的次数和时间,在一定的程度上减少外阴感染的几率。留院观察虽然刮宫手术本身比较安全,但也会因个人体质原因,出现大出血的可能,因此,患者在刮宫手术后要注意留院观察2个小时。

  • 海宁市台湾通行证办理地址一览

    海宁市交警大队袁花中队地址:袁花镇龙山路201电话:0573-87869110工作时间:周一至周五8:30-17:00海宁市公安局巡特警大队地址:|嘉兴市海宁市电话:0573-87242601工作时间:周一至周五8:30-17:00海宁市公安局交警大队市区一中队地址:海洲街道勤俭路34号电话:0573-87233197工作时间:周一至周五8:30-17:00海宁市公安局海昌派出所地址:洛隆路电话: