中学物理

声与电磁波

10 分钟

声:振动的接力

声音来自振动:声带振、琴弦振、鼓面振。振动推动空气一层压一层传出去,像多米诺骨牌——所以真空里传不了声,宇航员在月球上得靠无线电通话。空气中声速约 340 米/秒:看到闪电后数 3 秒才听到雷声,说明雷雨云离你约 1 千米。

声音的三要素

  • 音调:由振动快慢(频率)决定。每秒振 440 次(440 赫兹)就是钢琴上的「标准音 la」;蚊子翅膀每秒振几百次,所以嗡嗡声尖。
  • 响度:由振动幅度决定——敲鼓越用力,鼓面振幅越大,声音越响。
  • 音色:同样的音调,钢琴和小提琴一耳朵就能分清,因为泛音组合不同。

电磁波:不用介质的光速信使

变化的电场激发磁场、磁场再激发电场,自我接力向前冲——这就是电磁波,真空里照样跑,速度约每秒 30 万千米,和光速一模一样。其实光本身就是电磁波,只是频率不同。

电磁波大家族(频率从低到高)

无线电波(广播、WiFi)→ 微波(微波炉加热食物、雷达)→ 红外线(遥控器、体温枪)→ 可见光(你看到的全部颜色)→ 紫外线(晒伤皮肤、验钞)→ X 射线(医院拍片)→ 伽马射线(放疗)。同一个家族,频率越高能量越强,使用也越要小心。

练一练:把橡皮筋绷在纸盒上弹一弹,再绷紧一点弹,听音调变化——说说频率和音调的关系。

小纸条

看闪电计时听雷声,估算雷雨云距离

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