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雪花落水也有聲
生活中的很多現(xiàn)象都是有科學(xué)道理的,但是卻缺少發(fā)現(xiàn)它們的眼睛.耐心地讀一讀這篇文章,也許你會(huì)有所發(fā)現(xiàn).
相信大部分讀者看到本文題目,都會(huì)認(rèn)為,這篇文章登錯(cuò)了地方,因?yàn)樗雌饋聿恢v科學(xué)而含詩意.要知道,一般的常識(shí)告訴我們,雪花落水靜悄悄,毫無聲響.不過,雪花落水真的發(fā)生聲波,在3月份一期的《自然》雜志上,幾個(gè)科學(xué)家聯(lián)名發(fā)表文章,宣布了他們的上述結(jié)論.
首先要說明的是,雪花落水發(fā)出的聲波頻率在50000Hz到2×105Hz之間,高于人們能聽見的聲波頻率.但是,海里的鯨魚就能聽到雪花落水所產(chǎn)生的聲響,并且這些聲響令鯨魚異常煩躁.然而,請(qǐng)不要想當(dāng)然,這些聲音不是雪花與水面撞擊發(fā)出的,而是…
冷戰(zhàn)時(shí)期,當(dāng)時(shí)美國海軍要監(jiān)視蘇聯(lián)潛水艇的活動(dòng),他們發(fā)現(xiàn),在下雨的時(shí)候,水下聲吶工作效果不好,常有噪聲干擾,甚至干脆無法監(jiān)聽.
著名的約翰?霍甫金斯大學(xué)機(jī)械工程系的普羅斯佩勒提教授是個(gè)奇才.普羅斯佩勒提斷定,這些聲音不是雨滴撞擊水面發(fā)出,而是含在雨滴中的氣泡振動(dòng)發(fā)出的.克拉姆有一個(gè)設(shè)備:一個(gè)每秒可拍攝1000張照片的高速水下攝影機(jī).利用這臺(tái)攝影機(jī),他們確實(shí)在下雨時(shí)發(fā)現(xiàn)水中產(chǎn)生氣泡,這些氣泡還在不斷地收縮、膨脹、振動(dòng).普羅斯佩勒提的理論基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)能力也很高,他通過計(jì)算得出,下雨時(shí)哪些噪聲的頻率和衰減情況確實(shí)與氣泡的振動(dòng)狀況協(xié)調(diào)一致,從而證實(shí)他們的理論完全正確.他還發(fā)現(xiàn),大氣泡振動(dòng)產(chǎn)生低頻聲波,小氣泡振動(dòng)產(chǎn)生高頻聲波.普羅斯佩勒提通過理論分析指出,氣泡是要將自己的體積與水的密度相適應(yīng),才不斷收縮和膨脹的.
事情還沒有結(jié)束,人們告訴他們,漁民常抱怨,在下雪時(shí)他們的聲吶也常常偵聽不到魚群.一開始,他們也不信,因?yàn)檠┗ㄖ泻?0%以上的水,空氣不多.但是,他們不是簡(jiǎn)單否認(rèn),而是要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證.在一個(gè)風(fēng)雪的夜晚,他們?cè)谝粋(gè)汽車旅館的游泳池找到了證據(jù),雪花落水時(shí)也產(chǎn)生氣泡,同樣,這些氣泡也振動(dòng),從而發(fā)出聲波.其實(shí),無論是人們打水漂時(shí)所聽到的細(xì)微聲響,還是瀑布的隆隆震響,都不是(或主要不是)來自石塊及巖石與水的碰撞,而是由于氣泡.你看,大自然是何等奇妙,而從事科研的人們?cè)诎l(fā)現(xiàn)真理的時(shí)候又是多么幸福.
(1)雪花落水發(fā)出的聲波屬于______(選填“超聲波”、“次聲波”).
(2)聲吶裝置是利用仿生學(xué)原理制成的,它模仿的是下列哪種生物______;
A.蝙蝠 B.貓 C.狗 D.大象
(3)雪花落水發(fā)出的聲音對(duì)人來講不是噪音,站在鯨魚的角度看______(是/不是)噪聲.
(4)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),不論是雪花落水,還是雨滴落水,都會(huì)引起氣泡的______,這個(gè)聲音能被鯨魚聽到,說明______能傳播聲音.
(5)在探究雨滴落水產(chǎn)生聲音的過程中,科學(xué)家們進(jìn)行了下列的過程,請(qǐng)你把它們按正確的順序排列起來______(填序號(hào)即可).
a 歸納分析 b 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) c 提出假設(shè) d 得出結(jié)論.
【答案】分析:(1)人耳朵的聽覺頻率范圍是20HZ到20000HZ之間,即高壓20000HZ的屬于超聲波,低于20HZ的是次聲波,這兩種聲波都是人耳朵無法聽到的.
(2)聲吶裝置是利用蝙蝠的回聲定位的原理發(fā)明的.
(3)據(jù)原文中:海里的鯨魚就能聽到雪花落水所產(chǎn)生的聲響,并且這些聲響令鯨魚異常煩躁,即可判斷該題的答案.
(4)聲音都是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的,且液體能傳遞聲音.
(5)據(jù)原文中科學(xué)探究的過程分析即可排列出正確的次序.
解答:解:(1)由于雪花落水發(fā)出的聲波頻率在50000Hz到2×105Hz之間,高于人們能聽見的聲波頻率,故其所發(fā)出的聲波是超聲波.
(2)聲吶裝置是利用仿生學(xué)原理制成的,它模仿蝙蝠的回聲定位的原理制成的,故選A.
(3)“海里的鯨魚就能聽到雪花落水所產(chǎn)生的聲響,并且這些聲響令鯨魚異常煩躁”,故這些聲音對(duì)于鯨魚來說是噪音.
(4)不論是雪花落水,還是雨滴落水,都會(huì)引起氣泡的振動(dòng)而產(chǎn)生聲音,這個(gè)聲音能被鯨魚聽到,說明液體能傳播聲音.
(5)據(jù)原文的描述,在探究雨滴落水產(chǎn)生聲音的過程中,科學(xué)家先提出假設(shè),然后進(jìn)行試驗(yàn),后分析歸納,最后得出結(jié)論,故正確的次序是c b a d.
故答案為:(1)超聲波;(2)A;(3)是;(4)振動(dòng);海水(液體);(5)c b a d.
點(diǎn)評(píng):能讀懂原文,并結(jié)合有關(guān)聲音的產(chǎn)生、超聲波、次聲波的特點(diǎn)進(jìn)行分析是解決該題 的關(guān)鍵.