（初中物理综合实践课例）

授课时间：2009-10-29上午第三节    授课地点：初202班      授课教师：许知清

实施目的：1.巩固初中声学的相关知识。

           2.深入了解生活中的噪声来源、噪声的危害、噪声的控制方法。

           3.了解噪声在其他方面的应用。

实施过程：由初202班全体同学分组实施调查与撰写调查报告。

过程简介：

我把初202班学生分成四组，让他们在课余时间去社区和环保局等地调查了解噪声的来源、噪声的危害、噪声的控制和噪声其他方面的应用。同学们热情高涨，积极地实施调查和查阅相关资料，并撰写了详细的调查报告，交给我审阅，我看后感觉比较理想，决定选择几篇写得比较好的同学的报告在全班进行交流与讨论。

交流过程：

一、           引入

什么是噪声？相信同学们对此一定有深刻的体会，现在请同学们谈谈学过声学后对此问题的理解。（由一至两位同学发言。）

总结如下:

从物理定义而言，振幅和频率上完全无规律的震荡称之为噪声。从环境保护角度而论，凡是人们所不需要的声音统称为噪声。噪声的显著特点是：无污染物存在、不产生能量积累、时间有限、传播不远、振动源停止振动噪声消失、不能集中治理。

《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第二条指出：“ 本法所称环境噪声，是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。本法所称环境噪声污染，是指所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。”

二、           噪声的来源

你认为噪声来源于哪些物体或哪些地方？（由几位同学分别发言，）

总结如下：

噪声的主要来源和特性：

1、噪声的来源
　　（1）交通噪声: 包括机动车辆、船舶、地铁、火车、飞机等发出的噪声。由于机动车辆数目的迅速增加，使得交通噪声成为城市的主要噪声来源。
　　（2）工业噪声: 工厂的各种设备产生的噪声。工业噪声的声级一般较高，对工人及周围居民带来较大的影响。
　　（3）建筑噪声: 主要来源于建筑机械发出的噪声。建筑噪声的特点是强度较大，且多发生在人口密集地区，因此严重影响居民的休息与生活。
　　（4）社会噪声 包括人们的社会活动和家用电器、音响设备发出的噪声。这些设备的噪声级虽然不高，但由于和人们的日常生活联系密切，使人们在休息时得不到安静，尤为让人烦恼，极易引起邻里纠纷。
　　2、噪声既是一种公害，它就具有公害的特性，同时它作为声音的一种，也具有声学特性。
　　（1）噪声的公害特性
　　由于噪声属于感觉公害，所以它与其它有害有毒物质引起的公害不同。首先，它没有污染物，即噪声在空中传播时并未给周围环境留下什么毒害性的物质；其次，噪声对环境的影响不积累、不持久，传播的距离也有限；噪声声源分散，而且一旦声源停止发声，噪声也就消失。因此，噪声不能集中处理，需用特殊的方法进行控制。
　　（2）噪声的声学特性
　　简单地说，噪声就是声音，它具有一切声学的特性和规律。但是噪声对环境的影响和它的强弱有关，噪声愈强，影响愈大。衡量噪声强弱的物理量是噪声级别。

三、           噪声的危害

交流讨论:1、在日常生活中，你根据自己的感受，认为噪声对人们有哪些危害？2、通过报刊、杂志、书籍、电视、互联网等媒体，你知道噪声对人类有哪些危害？（分别由几位同学发言）

总结如下：

根据科学家证实，噪声能危害人的神经系统，心血管系统……，但是，最直接的损害是听觉系统。强烈的噪声波，可直接使鼓膜破裂，出血，中耳听骨破坏，内耳组织出血，发生炸聋性耳聋。长期工作在高噪声的工作环境中，会产生噪声性耳聋，听力显着下降。科学家在对噪声的研究中还发现：噪声使人对光亮度的反应灵敏度下降，影响人们的视力，损害人体正常的免疫功能。噪声污染作为公害，已经受到各国的普遍重视，并采取了各种防治措施。

噪声危害着人们的机体，可以使人感到疲劳，产生消极情绪，甚至引起疾病。高强度的噪声，不仅损害人的听觉，而且对神经系统、心血管系统、内分泌系统、消化系统以及视觉、智力等都有不同程度的影响。

（1）如果人长期在 95 分贝的噪声环境里工作和生活，大约有 29% 的会丧失听力；即使噪声只有 85 分贝人，也有 10% 的人会发生耳聋； 120~130 分贝的噪声，能使人感到耳内疼痛；更强的噪音会使听觉器官受到损害。

（2）在神经系统方面，强噪音会使人出现头痛、头晕、倦怠、失眠、情绪不安、记忆力减退等症候群，脑电图慢波增加，植物性神经系统功能紊乱等。

（3）在心血管系统方面，强噪音会使人出现脉搏和心率改变，血压升高，心律不齐，传导阻滞，外周血流变化等。

（4）在内分泌系统方面，强噪音会使人出现甲状腺机能亢进，肾上腺皮质功能增强，基础代谢率升高，性机能紊乱，月经失调等。

（5）在消化系统方面，强噪音会使人出现消化机能减退，胃功能紊乱，胃酸减少，食欲不振等。

总之，强噪音会导致人体一系列的生理、病理变化。有人曾对在噪音达 95 分贝的环境中工作的 202 人进行过调查，头晕的上中 39% ，失眠的占 32% ，头痛的占 27% ，胃痛的占 27% ，心慌的占 27% ，记忆力衰退的占 27% ，心烦的占 22% ，食欲不佳的占 18% ，高血压的占 12% 。

四、           噪声的控制

噪声就是声音，它具有一切声学的特性和规律，因此，大家可以根据声音的产生、传播规律，以及声音的特性来谈谈我们如何防治噪声。（由几位同学发言）

总结如下：

1、控制噪声的最根本的办法就是从声源上控制它，有以下几个方法：

　　（1）吸声：吸声的材料装饰在房间的内表面，或在室内悬挂空间吸声体，房间内的反发射就会被吸掉。房间内的噪声就会降低。这种控制噪声的方法就叫吸声。

　　（2）消声：消声就是消除空气动力性噪声的方法。如果消声器安装在空气动力的设备气流通道上，就可以降低这种设备的噪声

　　（3）隔声：控制噪声的另一个办法就是隔声。可以把发声的物体或需要安静的场所封闭在一个小的空间中，使它与周围的环境隔绝，这种方法叫隔声。

　　（4）隔振与阻尼：减少机器振动通过基础传给其它建筑物，通常的办法是防止机械基础与其它结构的刚性连接，这种方法叫做基础隔振。

2、噪声对人的影响和危害跟噪声的强弱程度有直接关系，为此在建筑物中，为了减小噪声而采取的措施主要是隔声和吸声。

（1）隔声就是将声源隔离，防止声源产生的噪声向室内传播。在马路两旁种树，对两侧住宅就可以起到隔声作用。在建筑物中将多层密实材料用多孔材料分隔而做成的夹层结构，也会起到很好的隔声效果。

（2）为消除噪声，常用的吸声材料主要是多孔吸声材料，如玻璃棉、矿棉、膨胀珍珠岩、穿孔吸声板等。材料的吸声性能决定于它的粗糙性、柔性、多孔性等因素。另外，建筑物周围的草坪、树木等也都是很好的吸声材料，所以我们种植花草树木，不仅美化了我们生活和学习的环境，同时也防治了噪声对环境的污染。

3、噪声防治的其他方法：

（1）声在传播中的能量是随着距离的增加而衰减的，因此使噪声源远离需要安静的地方，可以达到降噪的目的。

（2）声的辐射一般有指向性，处在与声源距离相同而方向不同的地方，接收到的声强度也就不同。不过多数声源以低频辐射噪声时，指向性很差；随着频率的增加,指向性就增强。因此,控制噪声的传播方向（包括改变声源的发射方向）是降低噪声尤其是高频噪声的有效措施。
   （3）建立隔声屏障，或利用天然屏障（土坡、山丘），以及利用其他隔声材料和隔声结构来阻挡噪声的传播。
   （4）应用吸声材料和吸声结构，将传播中的噪声声能转变为热能等。
   （5）在城市建设中，采用合理的城市防噪声规划。此外，对于固体振动产生的噪声采取隔振措施，以减弱噪声的传播。

五、 噪声的利用

噪声是世界四大公害之一，但它还是有用处的，对此，同学们也进行了一番调查和资料收集，现在请一位同学代表发言。

主要内容如下：

1、噪声除草

 科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用“欲擒故纵”的妙策，保证作物的顺利生长。

2、噪声诊病

美妙、悦耳的音乐能治病，这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢？最近，科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童使用。此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。

3、 有源消声

 通常所采用的三种降噪措施，即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪，都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声，人们发明了“有源消声”这一技术。它的原理是：所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反（相差180°），就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声源本身着手，设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来，有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。

4、噪音可抑制癌细胞的生长速度

 德国科学家通过实验发现，在噪音环境中癌细胞的生长速度会减慢。这一发现可能将为治疗癌症开辟一条新的途径。佛莱堡医学院肿瘤科在海德堡德国音乐疗法研究中心的配合下成功地进行了这方面的初步实验。科学家们将试验皿中培养的肺癌细胞置于微型扬声器发出一定规律声音的环境中，结果发现，癌细胞的生长速度比正常条件下慢了20%。为了验证试验的可靠性，科学家们还通过使扬声器不发出声音而只是借助其磁场，对另一组试验皿中的癌细胞进行影响，实验表明，这一组癌细胞的生长速度并没有减慢。通过实验科学家们还发现，能抑制癌细胞生长速度的并不是含有某种意义的音乐，而是“拥有一定音色、音量、速度、声脉冲和时间间隔的普通声音”.目前，德国有关的科学家也在考虑进行利用可控声音刺激法抑制肿瘤细胞生长的大规模实验，以进一步验证这一发现的可靠性及可利用的价值。

　　5、噪音测量温度

　　美国科学家最近发明了一种新型的温度计，能够利用噪音测量温度。发表在最新一期的《科学》杂志上的这份研究报告称，这种仪器能够在室温和摄氏-272.15度之间进行准确的测量。 耶鲁大学的研究人员用中间隔有一段氧化铝的两层铝制成了这种温度计。对仪器施以电压，产生的电子穿过中间的隔层，从而形成了电流。电压磁场和噪音量之间的关系，或者说磁差，在电流中是根据温度改变的。因此，只要知道所加的电压，这个被称为采集噪音温度（SNT）的仪器就能够测出温度。研究人员说，SNT在摄氏-272.15度时能精确到千分之一，精确度是现在用于测量接近绝对零度的温度计的5倍。 这个新设计最大的优势在于，它是一个原始温度计：不需要外部校准。这是因为电压、噪音和温度之间的关系只依赖于最基本的物理恒量。此外，这个仪器的准确测温范围还比其它温度计大得多。因此研究人员说，他们研制的SNT“可能比现在常用的直接温度计有着更广泛的用途”。

　　6、噪音曾被用作刑罚

　　第二次世界大战其间，某些国家用噪音来折磨战俘，他们用高音喇叭对准敌国间谍，当声响让人难以忍受时，受刑者产生心痛，心情烦躁，思索困难等现象。于是审讯者可以从中套出些情报，如不说，便加大响度，当声响超过130分贝时，受刑者大汗淋漓，全身抽筋，大声呼叫，许多人撞墙自杀，或耳膜破裂而昏死。许多俘虏在接受此刑罚后说：宁可枪杀他也不愿再受一次“噪音刑。”

六、   本节课小结

通过这次实践活动，同学们不仅提高了环保意识，初步体会运用所学知识解决实际问题的成就感，而且从物理学角度加强了对同学们日常行为规范的教育。通过学习控制噪声的办法，培养同学们应用物理知识解决实际问题的能力，培养了同学们通过调查，访问网站，查阅资料等多种途径获取知识的能力。对于创建我们的绿色校园也是很有益处的。