第一章声现象
一、声音的产生与传播
一、声音是怎样产生的
1、声音是由物体振动产生的。
2、声源：能够发声的物体叫做声源。声源可以是固体，也可以是液体或气体。
⑴探究：声音是怎样产生的(课本P12)
⑵一切正在发声的物体都在振动，物体振动停止，发声也停止，但声音不一定马上停止，它原来发出的声音还在向远处继续传播。
二、声音上怎样传播的
1、探究：声音怎样从发声的物体传到远处
提出问题：声音是如何向外传播的。
猜想与假设：声音依靠气体、液体、固体向外传播。
设计并进行实验：将放有音乐芯片的瓶中空气抽去；在鱼缸旁击掌；耳朵贴在桌面，轻敲另一端。
分析论证：音乐芯片的声音越来越小；鱼受到惊吓；听到很清晰的叩击声。
得出结论：声音是依靠气体、液体、固体等物质向外传播的。
2、声音的传播
物理学中把声音的传播需要的物质叫做介质，介质中可以是气体，也可以是液体或固体。声音的传播需要介质，真空不能传声。
3、声波：声源振动时，引起周围介质的相应振动，在介质中形成一系列疏密相间的形状向四周传播，就像将一石块投入水中，水面就会形成一圈圈的水波一样，故叫声波，所以声以声波的形式向四周传播。
三、声速
1、声音在介质中传播时的速度叫声速。声音在不同的介质中的传播速度是不同的。一般情况下，声音在固体中传播最快，液体中次之，气体中最慢。
2、声速与温度的关系
⑴声音在空气中的传播速度大约是340m/s，指声音在15℃的空气中的传播速度
⑵声速随温度的升高而增大，温度每升高1℃，声音在空气中每秒传播的距离就增加
0.6m。
四、回声
1、声波在传播过程中遇到障碍物后要发生反射。人们把声音遇到障碍物反射回来的现象叫做回声。人耳分辨出回声和原声的条件是：反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上，即声源到障碍物的距离大于17m。
2、回声的利用：利用声音在不同介质中的传播速度不同，结合公式，可以利用回声测量距离或者利用空气中的声速和金属物体的长度测量声音在这种金属中的传播速度。利用回声测距离时要特别注意，接收到回声的时间为往返的时间，因此用公式s=vt计算时，t应为题目所给时间的一半。
二、我们是怎样听到声音的
一、人耳的构造
1、人耳可以分为外耳、中耳、内耳三部分。外耳由耳廓和外耳道构成；中耳由鼓膜、听小骨等部分构成；内耳由耳蜗等构成，耳蜗与大脑的听觉神经相连，如右图所示。
2、人耳听到声音的过程是：外界传来的声音引起鼓膜的振动，这种振动经听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，我们便听到了声音。
3、声音传入大脑的顺序是：外耳道→鼓膜→听小骨→耳蜗→听觉神经→大脑。
4、人耳听到声音的条件：一是必须有声音传入人耳；二是声音的大小必须达到一定程度；三是人耳的听觉系统必须完好无损；四是产生声音的发声体的振动快慢必须在一定的范围内。
二、骨传声
1、骨传导：声音也可以通过头骨、颌骨传到听觉神经，从而引起听觉。科学中把声音的这种传导方式叫骨传导。
2、由于固体传声的能力比气体强，所以通过骨传导的声音效果比空气传导的效果要强。
注意：正常的人听到别人的声音是通过鼓膜振动，经过听小骨来传递的，听到自己的声音则主要是通过头骨来传递的。听自己说话的录音与直接听自己说话的声音有所不同正是这个原因。
3、骨传导能帮某些丧失听力的人听到声音。
三、双耳效应（立体声原理）
1、声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也就不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。
2、双耳效应的应用
⑴人耳可分辨声源方位的原因有三个方面：①对同一声音，两只耳朵感受到的强度不同；②对同一声音，两只耳朵感受到的时间有先后之分；③对同一声音，两只耳朵感受到的步调也存在差别。
⑵舞台应用：将两只话筒分别放在舞台的不同位置，用两条线路分别放大两路声音信号，然后再通过左右两个扬声器插入出来，我们就会感到不同的声音从不同的位置传来。
三、声音的特征
一、音调
1、音调：物理学中把声音的高低叫做音调。
2、频率：物体每秒振动的次数叫做频率，它的单位是赫兹，简称赫，符号Hz，频率是用来描述物体振动快慢的物理量。
3、音调与频率的关系：音调的高低是由发声体振动的频率决定的。振动频率越高，音调越高，人们听到的声音越尖细；振动频率越小，音调越低，人们听到的声音越粗钝。不同物体的振动频率不同，同一物体的振动频率也可以调节。
4、超声波与次声波
人们把频率低于20Hz的声音称为次声波，频率高于20000Hz的声音为超声波。它们都超出了人类听觉的范围，所以人类听不见超声波和次声波。
能产生次声波的声源有：火山爆发、地震、风暴、核爆炸、导弹发射等。次声波有极大的破坏力，能使机械设备破裂、建筑物遭到破坏等。有些动物不但能听到部分次声波，还能听到超声波。
二、响度
1、响度：在物理学中，把声音的强弱叫做响度。
2、振幅：发声体振动时，偏离原来位置的最大距离叫振幅。
3、探究：响度与什么因素有关(课本P21)
4、影响响度大小的因素
⑴响度与振幅有关：振幅越大，声音的响度就越大。
⑵响度还与距离发声体的远近有关。距发声体越近，响度越大；距发声体越远，声音越发散，人耳感觉到的声音响度越小。
5、增大响度的方法：增大发声体振动的幅度；减小距发声体的距离；减小声音在传播过程中的分散。
注意：音调和响度是根本不同的两个特征，音调高的声音响度不一定大，响度大的声音也不一定音调高。我们平时所说的声音“大小”是指响度，而声音“高低”一般是指音调。
三、音色
1、音色也叫音品：反映了声音的品质与特色，音色由发声体的材料、结构决定。不同发声体的材料不同、结构不同，发出的声音的音色也就不同。我们能分辨出不同的人，不同的乐器就是根据它们的音色而分辨出来的。
2、不同物体发出的声音的音调和响度相同但音色不同的声音，它们的波形图一般是不同的。
四、噪声的危害和控制
一、当今社会的四大污染：噪声污染、水污染、大气污染、固体废弃物污染
二、噪声
1、从物理角度看，发声体做无规则振动时发出的声音叫噪声。从环保角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听到的声音产生干扰的声音，都属于噪声。
2、噪声与乐音的区别：乐音与噪声只是相对的，当乐音影响到人们的学习、工作或休息时，它就是噪声。
3、噪声的来源：⑴工业噪声；⑵交通噪声；⑶居民噪声。
三、噪声的等级和危害
1、噪声强弱的等级：人们用分贝（符号是dB）为单位来表示声音强弱的等级。
⑴0dB是人刚能听到的最弱的声音，即人的听觉下限；30~40dB是较为理想的安静环境；70dB会干扰谈话，影响工作效率。
⑵为了保护听力，声音不能超过90dB；为了保证工作和学习，声音不能超过70dB；为了保证休息和睡眠，声音不能超过50dB。
2、噪声的危害：噪声对人们造成的危害是多方面的，对人的心理和生理都会造成危害。轻则分散注意力，影响情绪，重则可能伤害身体，甚至会危及生命。
噪声可以引起耳部的不适，如耳鸣、耳痛，甚至使人的听力受到损伤；噪声会影响人的工作和学习，使工作效率大大降低；噪声还会引起心血管系统和中枢神经系统的疾病，发生心律不齐、血压升高、消化不良等症状。
三、控制噪声
一般来说减弱噪声有三个途径：防止噪声产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入耳朵。即在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。
五、声的利用
一、声与信息
声波可以传递信息，人类能通过声波来传递和获得信息。如人们说话交流就是传递信息。
1、回声定位：声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，根据回声到来的方位和时间可以确定障碍物的位置和距离。这种测距离的方法叫回声定位。蝙蝠、声呐就是利用的回声定位。
2、B超原理：医生向病人体内发射超声波，同时接收体内脏器的反射波反射波将年携带的信息通过处理后显示在屏幕上，这就是平常年说的“B超”。
3、利用次声波能预报破坏性大的地震、海啸、台风，甚至可以探知几千米外的核武器实验和导弹发射。
人能通过声音获取信息的原因：⑴声音在产生时可以携带一定的信息；⑵声音的音调、音色、响度也可以传递一些信息；⑶声波被反射时，回声可以传递信息。
二、声与能量
1声波能传递能量，传递能量的大小与振幅、频率有关。
2、声波传递能量的应用
⑴利用超声波清洗钟表等精细的物体；
⑵外科医生利用超声波除去人体内的结石；
⑶超声波除尘。
第二章光现象
一、光的传播
一、光源
1、光源：能自行发光的物体都称为光源。例如太阳、恒星、点燃的蜡烛、发亮的电灯等。而像月亮、电影银幕、宝石、平面镜等物体，本身并不能发光，因而它们都不是光源。注意：依靠反射光而发亮的物体不是光源。
2、光源的分类：
⑴按来源可分为自然光源和人造光源。最重要的自然光源是太阳。
⑵按是否具有发热特性可分为发热光源和冷光源。
二、光的直线传播
1、光在同一种均匀介质中沿直线传播。光可以在真空中传播。
2、光线：在物理学中，通常用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向。这样的直线叫做光线。许多光线在一起称为光束。⑴画光线时必须用箭头标明光的传播方向。⑵光线并不是真实存在的，而是为了研究方便，人们假想的物理模型。
三、光的直线传播的现象及应用
1、影子的形成：光在传播过程中，当遇到不透明的物体时，便会在物体后面光不能到达的区域产生影子。手影表演就是利用了影子形成的原理。
2、日食和月食的成因
⑴日食：当月球转到地球的太阳之间，并且当三者处于同一条直线上时，月球挡住了太阳射向地球的太阳光，由于光的直线传播，在地球的部分地区就发生了日食。
⑵月食：当地球转到地球的太阳之间，并且当三者处于同一条直线上时，地球挡住了太阳射向月球的太阳光，由于光的直线传播，在月球的部分地区就发生了日食。3、光速：光在不同介质中传播的速度不同。
3、小孔成像：物体上的光线穿过小孔射到光屏上所成的像。小孔成像的大小与物体、光屏到小孔的距离有关，物体离小孔越近，光屏离小孔越远，所成的像就越大。像的形状与孔的形状无关。
4、光沿直线传播的应用：挖掘队利用激光准直挖掘隧道、士兵射击瞄准、站队时队列排直、木工检查木块是否平直等。
四、光的传播速度
１、光在真空中传播的速度最大，用符号c表示，c＝3×108m/s。
２、光在空气中的传播速度与在真空中相差不多，也近似为3×108m/s，光在水中的传播速度约是真空中的3/4；光在玻璃中的速度约是真空中的2/3。
3、光年：指的是光在一年内传播的距离，光年是距离单位，1光年＝9.46×1015m。
二、光的反射
一、光的反射：光从一种介质射向另一种介质表面时，在分界面处有一部分光反射回原来介质的现象叫光的反射。所有的物体表面都反射光，人眼能够看到不发光的物体就是由于物体反射的光线进入了人眼。
二、光的反射定律
１、探究光的反射定律
⑴探究问题：光反射时遵循什么规律？
⑵猜想与假设：反射光线和入射光线不在同一个平面内，反射角等于入射角。
⑶探究方法：让一束光贴着纸板沿某一角度射到平面镜上，观察反射光线的传播，用笔在纸板上画也入射光线和反射光线垢径迹，测出入射角和反射角。
⑷得出结论：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。
2、基本概念
⑴入射点：入射光线在镜面上入射的点。⑵法线：过入射点与镜面垂直的直线。
⑶入射光线：射向镜面的光线。⑷反射光线：背离镜面的光线。
⑸入射角：入射光线和法线的夹角。⑹反射角：反射光线和法线的夹角。
３、光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。可以总结为“三线共面、法线居中、两角相等”。注意：入射角变化，反射角也变化，但一定相等。
４、在反射现象中，光路是可逆的。即入射光线沿着原来的反射光线的相反方向射到反射面上，反射光线将沿着原来的入射光线的相反方向射出。也就是说，如果你从镜子看到了别人的眼睛，那么别人也一定能从镜子中看到你的眼睛。
三、镜面反射和镜面反射：
１、镜面反射：射到光滑镜面上的平行光线经反射后仍然是平行的，这种反射叫做镜面反射。
２、漫反射：平行光线射到表面凹凸不平的物体表面时，反射光线向着不同的方向，这种反射叫做漫反射。漫反射使我们从不同方向都能看到本身不发光的物体。
重点提示：发生镜面反射的条件是反射面是光滑的平面。镜面反射和漫反射的每一条光线都遵守光的反射定律。
三、平面镜成像
一、平面镜成像的特点
1、探究平面镜成像的特点
⑴提出问题：平面镜成像时有什么特点？
⑵猜想与假设：像可能与物体大小相同，关于镜面对称。
⑶探究方法：如右图所示，在桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板的后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸板上记下这两个位置。实验时要注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。移动点燃的蜡烛，重做实验。用直线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离。
⑷分析与论证：未点燃蜡烛与像重合，连线与镜面垂直，像与物体关于镜面对称。
⑸得出结论：平面镜成的像是虚像，像和物体到镜面的距离相等，像和物体的大小相等，像和物体的对应点的连线与镜面垂直，即平面镜成的像与物体关于镜面对称。
2、平面镜成像的特点：平面镜成的像是虚像，像与物体到镜面的距离相等，像与物体的大小相等，像与物体的对应点的连线与镜面垂直，像与物体左右相反。即平面镜成的像与物体关于镜面对称。
注意：像到平面镜的距离只与物体到平面镜的距离有关，像的大小只与物体的大小有关。由于像和物体关于镜面对称，所以我们可以通过找对称点的方法来找到物体在平面镜中所成像的位置。二、虚像：平面镜所成的像由于不是实际光线直接会聚而成的，而是由反射光线的反向延长线相交而形成的，所以是虚像。虚像能被人看见，但不能呈现有光屏上。
三、平面镜成像的原理
1、：平面镜成像的原理是反射定律。如右图所示，镜前的物体射向平面镜的光线，遇到平面镜就会发生反射，反射光线进入人的眼睛，视觉会逆着反射光线反向延长，反射光线和延长线的交战就形成了物体在平面镜中的像。
2、平面镜成像作图：⑴已知平面镜、物体或像三者中的两者的位置，利用平面镜成像的对称性求第三者的位置。⑵已知镜和物体或像的位置，通过平面像成像的原理以及平面镜成像的特点，求光的路径或像的可见范围等。要特别注意利用物体与像关于镜面的对称性，以及反射光线的延长线也总是通过虚像的。
3、平面镜的应用：⑴利用平面镜改变光的传播方向，起到控制光路的作用。⑵利用平面镜成像。利用平面镜成像可以起到增大空间的感觉。
四、球面镜
1、凹面镜：用球面的内表面作反射面的镜子叫做凹面镜，简称凹镜，它对光线有会聚作用。凹面镜能把射向它的平行光线会聚在一点，这一点叫做凹面镜的焦点。应用：手电筒、探照灯、汽车头灯、太阳灶、反射式天文望远镜等。
2、凸面镜：用球面的外表面作反射面的镜子叫做凸面镜，简称凸镜，它对光线有发散作用。凸面镜所成的像是缩小的虚像。应用凸面镜可以增大视野，主要用于汽车的后视镜；城市里公路的拐角处，有的安有大的凸面镜，目的是增大人们的视野。
四、光的折射
一、光的折射：光人从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。⑴光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。⑵如果一种介质的疏密不均匀，光在其中传播时也会发生折射现象。如海市蜃楼现象、星星“眨眼睛”等。
二、光的折射规律
1、光的折射规律：折射光线与入射光线、法线在同一平面内。折射光线与入射光线分别居于法线两侧。⑴光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；而从其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角。⑶光的折射现象中光路是可逆的，即光线方向颠倒时，光的传播路径不变。⑷
2、当入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不发生改变，此时折射角和入射角都等于零。在折射现象中光路是可逆的。
三、生活中的折射现象
1、由于折射使水中鱼的位置“升高”，池水看起来比实际的浅。
2、如果从水中看岸上的物体，则看到的比实际物体要高。
3、斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折；往脸盆中倒水，看起来盆底深度变浅；潜入水中的人看岸边的人变高；从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”。
五、光的色散
一、色散：太阳光通过棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫做光的色散。它是英国物理学家牛顿发现的。天上的彩虹就是太阳光通过悬浮在空中的小
水珠时发生色散而形成的。色散现象表明：第一，白光不是单色的，而是由各种单色光组成的复色光；第二，不同的色光通过棱镜时偏折的程度是不同的。各种单色光的偏折程度从小到大按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列。
二、色光的混合：色光的三原色：红、绿、蓝。将这三种色光混合在一起就成了白色光。颜料的三原色：红、黄、蓝。将这三种颜料混合可以调出自然界的所有颜色。两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色，而两种颜料的混合是它们都能反射的色光。
三、物体的颜色：透明物体的颜色是由通过它的色光决定的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。若某透明物体能让全部色光透过，则它是无色的；若某物体能反射所有色光，则它是白色的；若某物体不反射任何色光，则它是黑色的。
六、看不见的光
一、红外线：在光谱中，红光以外的一种看不见的光叫做红外线。红外线是不可见光，一切物体都在不停地辐射红外线。当物体温度升高时，它向外辐射的红外线会大大增强。红外线的特性：⑴红外线的热作用强；⑵红外线穿透云雾的能力强。红外线的应用：⑴利用红外线来加热物体工业上用红外线烘干汽车表面的喷漆；家庭用红外线烤箱烤制食品，浴室用红外线煤来取暖；医疗上用红外线来诊断病情。⑵利用红外线遥感技术可以对地球勘测、寻找水源、监视森林火灾、天气预报等。⑶红外线还可以用来进行遥控。⑷红外夜视仪。⑸红外线感应：由于人体可以发出红外线，所以可以利用这一点来制作红外线感应的灯、自动门、洁具等。
二、紫外线：在光谱中，在紫光以外有一种看不见的光叫紫外线。高温物体强太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线，日光灯发出的光中也有紫外线。紫外线的应用：⑴紫外线生理作用强，能杀菌，医院常用紫外线灯来杀菌。⑵紫外线具有荧光效应，能使许多物质发出荧光，可以用来鉴别真假。⑶适当的接受紫外线照射有助于人体合成维生素D，可以帮助人体补钙。