退休老教师讲物理【初二上】

【第4.03讲】镜花水月

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。你可能听过：

以铜为鉴，可正衣冠；
以古为鉴，可知兴替；
以人为鉴，可明得失。

这句名言出自唐太宗李世民和魏征的故事，其中的“鉴”就是镜子。早在战国时期，青铜材质的镜子就已经开始流行了。古人用铜镜来“正衣冠”。随着玻璃制造技术的发展，用玻璃做的镜子效果更好，种类也更多，总体可分为两类：面镜和透镜。面镜包括：平面镜、凸面镜和凹面镜。透镜包括：凸透镜、凹透镜和棱镜等。今天，我们重点谈论平面镜。

平面的玻璃、平静的水面、抛光的金属面等等都是平面镜。我们常用的平面镜是在平行玻璃板上镀一层金属银或者铝而制成的。人们使用的穿衣镜都是平面镜，就是利用其成像的作用，“以正衣冠”。那其他的镜子就不能成像啦？不是的。其它的镜子也能成像，但不是我们穿衣、化妆所需要的像，而是扭曲的、被放大或缩小的像。只有平面镜成的像，是满足我们穿衣需要的，与实物一模一样的、等大的、正立的像。

我们根据平常照镜子的经验，就可以总结出平面镜成像的特点：

1.像与物大小一样。

2.像是正立的，上下不倒，左右倒。你照镜子时举起左手，镜子里的人会举起右手。

3.像与物距离平面镜的距离相等。

4.像与物对应点的连线与平面镜垂直。

5.平面镜成的是一个虚像。关于虚像，我们一会儿再解释。

刚才讲的这么多特点，用几何中的一个词就可以概括，那就是“对称”，物和像关于平面镜对称。

“水中月、镜中花” 知道什么意思吧？比喻虚幻的景象，看得见，摸不着。我们把这种像，称为虚像。所谓虚像，可以看作是人眼所产生的一种错觉，平面镜成像如此，以后学到折射还有海市蜃楼等等现象，亦如此。

平面镜成像，是光线从物体射向平面镜，再反射进入眼睛，而人眼都习惯了看直线射来的光线，就“误以为”反射来的光线也是从某个物体沿直线射来的，于是就仿佛看到了镜子里的另一个物体。如果我们按照反射定律，画出光路图，就会发现，反射光的反向延长线正好相交于镜子后面的虚像处。所以人眼逆着光线看过去，就好像光线是从虚像那里发出来的一样。

语文课都学过《猴子捞月》的课文，水中的月亮之所以捞不到，就是因为它只是一个虚像而已。

图1：平面镜成像的原理

我们还学过小孔成像，那是实像。小孔成像的光屏上是实际光线交汇形成的交点。

下面我帮你总结一下实像与虚像：

1.实像是实际光线相交而成，能用光屏承接，是倒立的。

2.虚像是实际光线的反向延长线相交而成，不能用光屏承接，是正立的。

3.实像和虚像都能被眼睛看见。

爱思考的张亮同学，向我提了一个很有趣的问题：湖水中的“倒影”为什么是倒立的？

首先要明白，“倒影”不是“影”，它跟灯光下的影子不是一回事，而是水面对光的反射形成的虚像。那为什么会是倒立的呢？平面镜成像不应该是正立的吗？

其实我们课本里所说的“正立”、“倒立”都是相对的，它们是相对物而言的。这里如果用“正置”和“倒置”这两个词来代替“正立”和“倒立”，就可以避免语义的混淆，更容易说明白些。例如，当你双手着地倒立在穿衣镜前的时候，镜中的像也是倒立的，却没有倒置，因为像与物都是同样的方向。

另外，如果镜子不是竖直放置的，“正立”和“倒立”这两个词也会引起误解。回到张亮的问题，水面不像穿衣镜是竖直的，而是水平的，根据平面镜的对称原理，水中的山，头朝下、脚朝上才是符合对称的。水中的像，虽然看起来是倒立的，却并没有被倒置，还是符合平面镜成像原理的。

同样的道理，再发散一下思维：假如给你一面镜子，要求照出自己倒立的像，你能想到几种方法？我想出了3种，看你能想到几种。

平面镜主要有两个作用：

除了成像，还可以改变光路。潜水艇的潜望镜就是典型的利用平面镜改变光路的例子。

关于探究平面镜成像特点的实验，我也点拨你5点注意事项，以备考试之需。

1.用于成像的蜡烛必须点燃，这是为了加强物体的亮度，从而也加强了像的亮度，便于观察。

2.实验时，玻璃板必须与桌面垂直，否则玻璃板后的蜡烛无法与像重合。

3.两支蜡烛要尽量做到一模一样，才便于比较物和像的大小。

4.玻璃板不能太厚，因为玻璃板的两个面都会反射光，实际上会形成两个虚像，如果玻璃板足够薄，这两个虚像几乎重合，可以忽略这个影响。但是，如果玻璃板太厚，影响就大了。

5.实验时将室内的光线尽量调暗一些，更便于观察。

图2：平面镜成像的实验

最后我们来聊聊凸面镜和凹面镜吧。

镜面并不一定都是平面，如果镜面向外凸起就是凸面镜，如果镜面向内凹陷就成了凹面镜。凸面镜会发散光线，可扩大视野，常用于汽车后视镜、道路转角处的广角镜。凹面镜对光线有汇聚作用，生活中最常见的凹面镜，是手电筒或者车灯的灯罩，它能将发散的光线汇聚到一个方向。还有一种应用，用凹面镜汇聚太阳光，做成可以煮饭的太阳灶。

【思考题】

咱们下一讲再见！

【备课手稿】

【第4.02讲】12字诀帮你搞定光的反射定律

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。我们已经知道了光在同种均匀介质中沿直线传播，现在我要问，光射到两种介质的交界面上时，会发生什么现象？

上一讲，我们通过阿尔哈森的故事已经知道了，眼睛能看见多彩的世界，并不是眼睛能发射什么神秘物质，而是有光从被看到的物体射入了我们的眼睛，我们逆着光线看过去，就看到物体了。

可是除了光源之外，其它自身不发光的物体，哪里来的光线呢？显然是反射的光。假如是在漆黑一片的地方，没有光可反射，也会伸手不见五指。那是不是所有的物体都能反射光呢？是的。除了“黑洞”以外，其它所有物体表面都能反射光。黑洞，是个很特殊的例外，它几乎吸收经过其表面的任何东西，包括光。

光是怎样反射的呢？

一束光如果照射在墙面上，墙是不透明的，光透不过去，结果一部分光被墙吸收，还有一部分返回到原来的介质中继续传播。

一束光如果照射在水面，或玻璃面上，因水和玻璃是透明的，结果一部分光透过去，在水或玻璃中继续传播，另一部分被吸收掉，还有一部分被反射到原来的介质中继续传播。

总而言之，返回到原来介质中的光比入射光的强度要弱一些。

被反射回来的光，是沿着什么路径被“弹回来”的呢？

你可以脑补一下，将一个乒乓球射向墙面，然后被反弹回来的情形。光线反射的路线，也跟它差不多。你肯定玩过，用镜子反射光斑的把戏。你的课本上也有关于探究反射定律的实验。反射光与入射光是对称的。更多细节这里我不再重复。不过，我帮你总结了5点注意事项，这样你会更好理解的。

1. 光的反射定律表述的是“三线”和“两角”的关系。“三线”是反射光线、入射光线和法线，它们在同一平面内，法线在中间，另外两根线在两边。“两角”是入射角和反射角，反射角等于入射角。注意，这里不能说入射角=反射角，入射是因，反射是果，就像只能说儿子长得像爸爸，不能说爸爸长得像儿子一样。

2. 法线是为了研究的需要而画的一条辅助线，实际并不存在，用虚线表示。法线经过入射点，与反射的界面垂直，且平分反射光线与入射光线的夹角。

3. 反射角和入射角分别是，反射光线和入射光线相对于法线的夹角，而不是相对于界面的夹角。入射角增大，反射角增大；入射角减小，反射角减小。

4. 当光线垂直于界面入射时，入射角为0°，反射角也为0°。也就是反射光线沿入射光线的原路返回。此时，反射光线、法线和入射光线“三线合一”。

5. 反射定律总结成一个口诀，就是这12个字：三线共面，法线居中，两角相等。

学到这里，张亮同学提出个问题，他说：根据反射定律，反射光会朝向一个固定的方向反射，那为什么光线照到屋里，站在各个方位的人都能看清屋里的物品？

反射有两种情况，也只有这两种情况：镜面反射和漫反射。我们刚才讨论的例子，反射面都是非常光滑的表面，像镜子、平静的水面、光滑的金属表面，这种反射叫镜面反射。镜面反射的特点是平行光入射，射出的也是平行光。发生镜面反射的物体，朝着某一个特定方向看，它很亮；而其它方向看去，几乎没有光，看到的物体很暗。如果反射面不够光滑，粗糙的表面，将光线反射到四面八方，不管站哪个角度都能看到，这就叫漫反射。这样也好，同一个物体，各个方向的人都能看见它。若没有漫反射，人们的生活就麻烦了。

需要注意的是：无论什么反射，每一条光线都遵循光的反射定律。粗糙的表面可看成是无数块极微小的平面镜排列而成。各个小平面镜，朝向不同的方向，所以平行光照上去，被反射到四面八方。漫反射也是遵循反射定律的。

我也提一个问题：如果你从一面镜子中看到了别人的脸，你觉得他能不能也从镜中看到你？

一定也可以。只要你的眼睛能看见的地方，不管是直接看见的，还是通过什么物体反射看见的，站在那个地方的人也一定能看得到你。为什么呢？因为“光路可逆”。这是光学中的普遍规律，不仅在反射现象中光路可逆，在以后要学到的折射现象中也一样光路可逆，它适用于所有光现象。

【小结一下】

2.其次需要了解镜面反射与漫反射的区别。漫反射可以拆解成无数个不同方向的镜面反射，所以漫反射也是遵循反射定律的。

3.在所有的光现象中光路都可逆。

【思考题】

下一讲再见！

【备课手稿】

【第4.01讲】光的方向之谜：从欧几里得到阿尔哈森

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。听了前几章的课，你有没有觉得物理其实没那么难学。相信自己，前途是光明的。“光明光明”，有光才有明。假设世界突然没有了光，会是个什么景象？今天起，我们就一起来探究奇妙的光。

这一讲我要讲两个故事，一个是阿尔哈森的故事，一个是欧几里得的故事。后面，我们还会讲到牛顿和笛卡尔的故事。


西方的《圣经》有句名言，“神说，要有光，就有了光。”

东方的神话，盘古开天辟地，从一片浑沌中，劈出了天地，也劈出了光明。他睁眼，就是白天；他闭眼，世间就成了黑夜。 “光”开启了神话，也启迪了艺术和文明。

地球上，万物生长都要靠阳光。所谓“光阴”，人类对时间的理解也离不开光。光，何以如此奇妙？

光的奇妙，最直接的感受来自眼睛。我们现在都知道，我们之所以能看见一个东西，是因为有光亮照在物体身上，然后反射进入了眼睛。可在中世纪以前，人们可并不是这么想的。这就是我要讲的第一个故事，阿尔哈森的故事。

古希腊的哲学家认为，人眼向外喷射一种物质，就像水枪喷水一样，这种神秘的物质触碰到物体，这个物体就被看见了。光的方向是由眼睛射向被看见的物体。这种说法一直流传了上千年，期间，虽有不同的学说被提出，却都没能替代它的主流地位。

直到公元10世纪，阿拉伯学者阿尔哈森提出一整套系统的光学理论，才彻底改变了人们对光的认识。阿尔哈森生于一个暴君的年代，国王命他制止洪水，若不成功则性命堪忧。他自知无能为力，为求自保，于是装疯，后来被投入监狱，关了十年。正是在阴暗的监狱里，他在欧几里得的基础上，形成了自己的一套更先进光学思想。每次他走出阴暗的囚室，看见刺眼的阳光，都会感到眼睛被灼伤的疼痛。因此，他坚信眼睛并非主动发出什么物质，而是被动的接受光线。出狱后，他将自己对光学的研究总结成了7卷本的著作，成为经典。

潺潺流水来自水源；悦耳的声音来自声源；绚丽夺目的光芒，自然也是来自光源。注意，要“自身”能发光才是光源，像月亮、镜子，这种自身不能发光，只是反射别人光芒的物体，不能称之为光源。光源分自然光源和人造光源两类。自然光源有：太阳、恒星、萤火虫、发光的水母、斧头鱼，等。人造光源有：电灯、酒精灯、点燃的蜡烛、火炬等。

光的路径又是怎么样的呢？
我们看到放电影时投射的光束，沿直线打在银幕上；类似的还有划破长空的探照灯光，从窗户射进家里的太阳光束，等等，都是直线的。说明光的传播路径是沿直线传播。

光沿直线传播，要从欧几里得的故事说起。

欧几里得试图解释为什么远处的物体看起来小，近处的物体看起来大。他伸出自己的手指，看起来跟远处山上的神殿柱子一样长。在当时，这是个难题。

欧几里得正是因为认识到了，光沿直线传播，那么眼睛、手指尖和神殿的柱子顶就在一条直线上。他用带箭头的直线来表示光线，然后就可以运用他擅长的几何知识来解释近大远小的比例关系了。这个方法一直沿用到现在，被称为几何光学。只可惜，欧几里得限于当时的认知水平，他画的光线是从眼睛发出的，与我们现在画的光线方向相反。

现在我们可以利用这种方法，研究很多光的现象，比如：影子、日食、月食、小孔成像等等。
你能否也试着，像先贤一样，解释两个现象：第一个“一叶障目，不见泰山。” 第二个“井底之蛙，坐井观天，所见甚小”。

有一点要特别注意，光沿直线传播是有条件的。其条件就是：同种均匀介质。这句话的意思是：同一种介质，如果不均匀，光可能走弧线；均匀，却有两种或多种介质，光走到两种介质的界面处就会变向，走折线。关于这一点，我们后面还要再专门探讨的。
另外，关于小孔成像，你应该要掌握：它形成的是物体倒立的实像，不是小孔的像，像的形状和物体相似，与小孔的形状无关。还要注意一点，小孔能成像，大孔是不能成像的。


我们已经知道，声的传播依赖介质，固、液、气体都是传声的介质。真空不能传声。那真空能不能传播光呢？
只要举一个例子就能说清楚，太空是真空，地球周围有大气层，太阳光、星光都能照到大地上，说明光既能在真空中传播，又能在空气中传播。其实，不仅是空气，我们都见过光在水中和在玻璃中传播，对吧。也就是说，真空和透明的介质都可以传播光。
无论在空气中，还是在水中、在玻璃中，光线都是沿直线传播的。看看课程文稿中的图1，就很直观了。

图1：空气中、水中、玻璃中的光线

光的传播速度即光速，光速非常快。科学的测量结果是：真空中的光速约为3E8m/s，常用字母c表示真空中的光速。光在空气中的速度比真空中略小一点点，通常可忽略这个小差别，也看成是c。光在水中的速度约为(3/4)c。光在玻璃中的速度约为(2/3)c。光速c是宇宙中一切速度的极限，即任何一个物体的速度都比光速小。

【思考题】

光是一种物质吗？

下一讲再见！

【备课手稿】

【第3章小结】

同学们好，欢迎来到物理老师讲物理。第三章讲完了，我们一起来小结一下。
这一章，我们着重探讨了温度和物态变化之间的关系。

物态变化与温度密不可分。所以，在探讨物态之前，我们要先了解温度。
所谓温度，就是物体冷热的程度。温度的常用单位是摄氏度，标准大气压下，冰水混合物为0℃，沸水的温度为100℃，人的正常体温约37℃。
为了精确测量温度，人类发明了很多种温度计，其中我们需要重点掌握的是玻璃管温度计，常见的水银体温计、家庭用的寒暑表、实验室用的玻璃温度计等都是这一类。它是利用水银、酒精或者煤油等材料热胀冷缩的原理，来测量温度的。其中，体温计的结构比较特殊，测量前需要将水银柱甩下去再用。

理解了温度，我们就可以探讨物态变化了。
固体、液体、气体虽然特性迥异，却可以相互变化。它们之间的相互变化，就被称为物态变化。固、液、气3种物态，共组合出6种变化：固变液是熔化，液变固是凝固；液变气是汽化，气变液是液化；固变气是升华，气变固是凝华。
物态变化离不开吸热和放热。由坚固的固体，熔化成为可流动的液体；再由液体汽化成为四处“飞动”的气体，这些过程都需要吸热。它们靠吸收热量来获得更大的自由。同理可想见，固体越过中间的液体，直接升华成自由自在的气体，这个过程更是需要大量吸热的。
反过来，由自由散漫的气体，液化成为相对更老实的液体；然后再由液体凝固成为岿然不动的固体，这些过程都是需要放热的。它们把躁动的能量交出一些来，才会变得越来越老实。同理，如果气体越过中间的液体，直接凝华成为最为老实的固体，那一定也是要大量放热的。

具体到每一种物态变化，又有一些各自的特点。
1.熔化和凝固的过程，晶体和非晶体截然不同，熔点或者凝固点是区别它们的关键。
2.汽化分为蒸发和沸腾两种方式。蒸发在任何温度下都能发生，且只发生在液体表面。沸腾只在温度达到沸点，且继续吸热的条件下才能发生。蒸发吸热致冷，沸腾吸热温度不变。
3.液化有两种方法，①降温，②压缩。无论哪种方法都会放热。
4.冰可以在任何温度下升华，而且不一定要从外界吸热，还可以从自身吸热来完成升华。

物态变化的规律在生活中有很多应用，
例如：冰箱、空调、沙漠取水、人工降雨，等等。我们列举过常见的13个实例。大家多留心生活，多思考，还会发现更多的应用实例。

物态变化属于力、热、声、光、电中的“热学”，热学的内容在八年级就只有这么多。等到九年级我们还会从分子的角度，再来讨论热学的话题。到时候你再回忆回忆现在学的知识，还会有更深刻的认识，咱们到时再说。

【第4章预告】

下一章开始，连续两章我们都会探讨“光”。初中关于“光学”的内容，我们一口气讲完。

光是人类认识自然的一扇门，也是启迪人类文明的一把钥匙。曾经人们认为光很神秘，历史上关于光的争论最多，也最持久。认识光，在人类历史上，经历了一段艰难而漫长的历程。直到现代，光仍然在向科学家们昭示它的神秘。

第4章，我会讲几个有趣的历史故事，我查阅了不少资料，希望能尽量真实的还原人类逐步认识光的历史。

咱们下一章再见！

【习题课】物态变化的13个实例

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。这一章的内容，作为初学者，很多同学接受起来不太容易。所以我们安排一节特别的习题课。出题的方式可以千变万化，但道理是不变的，只要我们弄懂了其中的道理，不论题目是选择、作图还是别的什么形式出现，我们都能做到兵来将挡，应对自如。这一讲我们介绍13个考题中常出现的实例，咱们一起找出其中的道理。

例1：在北方的冬天，气温很低，人们为了保护蔬菜不致冻坏，常常在菜窖里放几桶水。为什么菜窖里的水可以防冻？
当菜窖里的温度降低到0℃以下，水桶里的水开始凝固，凝固的过程会放热，所以能起到防冻的作用。不过要注意，及时更换结了冰的水桶，否则也起不到效果。

例2：洗热水澡时，卫生间的镜子变得模糊不清，洗完后过一段时间，镜面又变得清晰起来。
热的水蒸气遇到冷的镜面液化成小水珠附着在镜面上，镜子就变得模糊不清；洗完后，过一段时间，镜面的小水珠汽化干了，就又变得清晰了。

例3：将水果用保鲜膜包好后再放入冰箱的冷藏室内。
水果放在冰箱的冷藏室，很容易干，是水分蒸发所致。用保鲜膜包好，减少蒸发量，使水果不容易干。

例4：河水容易结冰，海水却很少结冰。
河水是淡水，淡水的凝固点是0℃；海水是咸水，其凝固点比0℃更低，所以很少结冰。路面有冰雪，易出车祸，撒盐可以使冰雪熔化，也是这个道理。

例5：用电吹风机将湿头发吹干。
电吹风机有两个方面的作用：①吹出热风，湿头发的温度升高，蒸发加快；②吹风加快湿头发表面空气流动，也能加快蒸发。

例6：人工降雨。
人工降雨是将干冰撒入云层，干冰升华吸热，使云层温度下降，加快水蒸气的液化或凝华，使水滴和冰晶加重，水滴落下就成为雨。

例7：冰箱或者空调，是怎么降温的？
冰箱和空调都是利用非常容易蒸发的物质作为冷媒，将热量从屋里“搬”到屋外，或者从冰箱里面搬到冰箱外面。冷媒在室内蒸发吸热，然后输送到室外压缩，使其液化，通过液化放热，将室内的热量“搬”到了室外。

例8：“霜前冷，雪后寒”。
霜前气温低，才能使水蒸气凝华成霜，所以“霜前冷”。雪后，雪的熔化过程要吸热，导致气温下降，所以“雪后寒”。

例9：为什么水煮饺子，怎么煮也不会焦黄，而油炸饺子就容易出现焦黄？
因为在一标准大气压下，水的沸点是100℃，而油的沸点要比100℃更高。所以油炸饺子容易焦黄，而水煮不易焦黄。

例10：舞台演出利用干冰制造如仙境一般的雾气。
干冰升华吸热使舞台周围的气温下降，空气中的水蒸气液化成为小水珠，附着在尘埃上，飘于空中，就出现了我们所见的仙境一般的雾气。

例11：高原地区用普通的锅煮饭不容易熟，需要用高压锅才行。
高原地区的气压低于一标准大气压，低压下水的沸点比100℃低许多，所以食物不容易煮熟。高压锅可以提高气压，也就能提高水的沸点，让食物更容易煮熟。

例12：蒸馏，利用沸点的差别，分离不同的物质。
例如水里有酒精，酒精的沸点比水的沸点低许多。加热使混合液的温度上升，当温度达到酒精的沸点时，酒精开始沸腾了，水还没有沸腾。酒精剧烈汽化先变成气体，从混合液中被分离出来，剩下的液体是水。如果不考虑水的蒸发，我们收集酒精蒸气，再使其降温液化，就得到了纯的酒精。

例13：汽车冷却液，并不是纯水，而是加了一些添加剂的混合液，这样做是为了什么？
纯水的凝固点是0℃，到了冬季，很容易结冰，车就不能开了。加了一些添加剂的混合液凝固点低于0℃，更不容易结冰。

【第3.04讲】大自然的魔法2

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。上一讲我们介绍了熔化、凝固、汽化，这一讲我们继续介绍液化、升华和凝华。

我们先说液化。

液化有两种方法：①降低温度，②压缩体积。无论降温还是压缩，都是希望自由散漫的气体，能够变老实一点，变紧密一点，两者都必须要放热。降温是直接逼气体交出热量，能量少了，它就飞不动了，越来越老实，互相依偎在一起，到一定程度，就成了结构更为紧密的液体。压缩体积，则是让气体无处可飞，强行使气体越聚越拢，最后变成液体。在压缩的过程中，气体温度会上升，当气体温度高于环境温度时就开始放热了。

家庭做饭用的液化气，火箭的燃料等，都是利用压缩体积的方法使气体变成液体储存的。实验表明，所有气体在温度降到足够低的时候都可以液化。要注意的是，空气中的水蒸气只要一遇冷就液化，如自然界中的“雾”和“露”，都是空气中的水蒸气液化而成的小水珠，附在花草上就是“露珠”，附在空中的尘埃身上，就成为了“雾”。我们平常看见的“白气”不要以为就是水蒸气，水蒸气是看不见的气体，我们看见的“白气”实际是水蒸气液化形成的很细小的水珠。

下面，我们来探究固气互变。

物质由固态变气态叫升华，反之，由气态变固态叫凝华。

图1：升华和凝华

坚硬的固体，跳过中间的液态，一跃而成为四处乱飞的气体，哪儿来的这么大的能量？当然是要吸热啰。反之凝华就要放热。有实验为证。给放在密封的烧瓶中固态的碘微微加热，会看到紫色的碘蒸气，这表明物质升华要吸热。将烧瓶从酒精灯上移开，放入冷水中，发现烧瓶中的碘蒸气变为碘的固态粉末，附在烧瓶内壁，且水的温度升高，这表明物质凝华要放热。

要注意的是，冰升华可以在任何温度下进行。不过温度越低，升华得越慢。当冰密闭于绝热的容器中，冰会少量升华，同时冰自身的温度降低，以提供升华需要的热量。可见，升华需要吸热，但不一定要从外界吸热，吸自身的热也可以。如果容器足够大，冰大量升华会使残留的冰温度降低很多。随着残余的冰温度越来越低，能够提供的热量也越来越少，升华就会减慢。

常见的升华现象有：冰冻的衣服未经化水就变干，白炽灯里的钨丝变细，樟脑丸变小，冰雕作品体积缩小，干冰在常温下升华，碘升华为碘蒸气。

常见的凝华现象有：雾凇，冬天玻璃上的“窗花”，霜，雪，冰晶，白炽灯泡内壁上黑色的钨，碘蒸气凝华为碘。


了解完了6种物态变化，我们聊聊生活中是如何利用这些规律的。

大火炖汤和小火慢炖，你觉得哪个熟得更快呢？应该说两个都一样快，只要汤沸腾了，就始终保持沸点的温度，不论火力多大，温度也不再升高。所以不论是小火慢炖还是大火猛煮，对于汤中的菜肴来说都是一样的受热，当然也会一起熟啦。从此，你知道了汤烧开以后就改为小火，可以节能哦。

你用过干冰吗？干冰是固态的二氧化碳，常温下易升华为二氧化碳气体，这一过程要吸收大量的热量，可起到降温的作用，在食品保鲜、人工降雨、舞台烟雾效果等方面有着广泛的应用。使用干冰能保持比普通冰袋更低的温度，并且不会有水，适用于怕水的物料。

在沙漠中如果没有找到水源，你知道还能怎么取水吗？有两种办法哦。一种是利用植物的蒸腾作用，收集植物蒸腾的水分。另一种是从空气中 “吸水”。沙漠的空气虽然很干燥，但仍含有一定的水分。人们已经发明了多种可以从沙漠干燥的空气中吸水的装置，但原理都是类似的，空气中的水蒸气遇冷液化成为小水珠，用结构特殊的多孔材料收集这些小水珠，积少成多，就可以得到宝贵的水啦。

图2：从干燥的空气中吸水的装置

你还能想到更多应用的例子吗？

【小结一下】

这一讲，我们聊了液化、升华和凝华。

1.让气体液化有两种方法，①降温，②压缩。无论哪种方法都会放热。

2.升华需要吸热，凝华需要放热。冰可以在任何温度下升华，而且不一定要从外界吸热，还可以从自身吸热来完成升华。

3.物态变化的规律在生活中有很多应用，这一讲我们介绍了3个例子，分别是煮汤、干冰和吸水装置。下一讲我们还会介绍更多有趣的例子。

【思考题】

冰的最高温度和最低温度各是多少？

水蒸气的最高温度和最低温度又各是多少？

好了，下一讲再见！

【备课手稿】

【第3.03讲】大自然的魔法1

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。前两讲我们已经了解了温度，今天我们就用它来探究大自然的魔法——物态互变。

物态有固、液、气3种，它们之间互变，有6种变化。请看课程文稿中的图1，我们先了解物态变化的全貌，然后再谈细节。

第1组：固液互变，物质由固态变液态叫熔化，反之，由液态变固态叫凝固。

第2组：液气互变，物质由液态变气态叫汽化，反之，由气态变液态叫液化。

第3组：固气互变，物质由固态变气态叫升华，反之，由气态变固态叫凝华。

这6个名词，你必须要记住的，没有别的办法，只有多听多用，用的多了自然也就记住了。

图1：大自然的6种物态变化

开始讨论之前，我们需要先回顾一下固体、液体、气体的特点：

固体——最为坚固，结构致密，不易变形，不易压缩；

液体——次之，它不易被压缩，但没有固定的形状，可以随意流动；

气体——最为松散，很容易压缩或膨胀，我们形象的说，它可以“飞动”。

从固体到液体再到气体，它们的流动性越来越强，活动由束缚到越来越自由，结构由致密到越来越松散。你看，它们差别那么大，大自然变这个魔法其实很不容易。

要实现物态互变，离不开加热或降温。因为物态互变这个魔法需要用到“能量块”，而大自然的能量块就是以热量的形式提供的。

给固体一些热量，它的内部就躁动起来，想要突破束缚，追求自由，躁动到管束不住的程度，就从固体变成了可以流动的液体。继续再给液体一些热量，它就要更大的自由，由液体再变成可以飞动的气体。以上就是熔化和汽化，显然，熔化和汽化都需要吸热。

反过来，从气体出发，给它降温，逼它交出一些热量来，它的内部就没那么躁动，变得越来越老实，到了一定的程度，再想飞也飞不了了，只能乖乖的流淌，也就从气体变成了液体。进一步再拿走一些热量，流也流不动了，液体又变成了固体。以上就是液化和凝固，可见，液化和凝固都要放热。

图2：物态变化的热量关系

明白了这个道理，就像揭穿了大自然的谜底一样，物态变化的规律你会容易理解得多。

下面我们再逐个看看每一种物态变化，各自还有哪些特点。

先来看固液互变中的熔化。

这里要特别留心“熔”字的写法，是“火”字旁，不是三点水的“溶”。也就是固体根本不和水接触，直接用火烧化它，如炼钢、炼铁等，固态的铁烧成液态的铁水，这就是熔化。那三点水的那个“溶化”又是什么呢？这是一种通俗的说法，严格的说应该叫“溶解”，比如一块糖在一杯水中慢慢化掉，就是溶解。
科学家发现大自然中有两种固体，它们熔化的过程非常不同。
一类固体叫晶体，当它升温到某一温度时，突然就冒出来了液体，有一部分固体先屈服，化成了液体，然后不断加热，越来越多的固体被化成液体。夏天冰棒化水就是这样的过程。奇怪的是，在熔化的过程中，不管怎么加热温度始终不变，直到固体全部熔化完了，才又开始继续升温。
另一类固体是非晶体，它熔化的过程，是所有固体一起共同进退，随着不断加热，温度越来越高，整体越来越软，然后大家一起变成稀糊糊一样粘稠的东西，最后彻底化成流动的液体。修路工人加热沥青，电工熔化松香，都是非晶体熔化的例子。
晶体熔化是在固定的温度下进行的，这个温度被称为熔点。没熔化完，温度不升。而非晶体没有这个特征，它是在一个温度区间内逐渐变软的。因此，熔点就是我们区别晶体和非晶体的法宝。

再来看凝固。

凝固是熔化的逆过程，把熔化的过程倒过来就是凝固。与熔化一样，晶体和非晶体凝固的过程也不同。

液态的晶体凝固是在固定的温度下进行的，凝固的过程中温度始终不变，直至全部液体都变成固体。这时的温度叫凝固点。同一晶体，熔点和凝固点相同。

液态的非晶体凝固时，是在一个温度区间内，逐渐变得粘稠，然后越来越硬，最终成为硬邦邦的固体。“蜡炬成灰泪始干”，点蜡烛时，蜡“流泪”的过程是非晶体的熔化，“泪”流到烛台又变成一坨硬块，就是非晶体的凝固。

晶体熔化必须同时满足2个条件：①温度达到熔点；②继续吸热。同样的，晶体凝固也必须同时满足2个条件：①温度达到凝固点；②继续放热。

思考一个问题：将0℃的冰放到0℃的房间里，冰会熔化吗？将0℃的水放到0℃的房间里，水会结冰吗？答案是：都不会。因为缺少继续吸热和放热的条件。

下面，我们讨论液气互变中的汽化。

这里要特别注意“汽”字，有三点水，说明是由液态变气态才叫汽化。

汽化有两种方式，一慢一快：蒸发和沸腾。

蒸发很慢，见得非常多的例子是湿衣服被晾干，洒了水的地面自己干了。怎么干的？水汽化变成了水蒸气。这种汽化在任何温度下都能发生，且只发生在液体表面。我们把这种汽化就叫做“蒸发”。如此看来，蒸发不需要条件，随时随地都能发生。

但也不是说蒸发就不受任何因素的影响。通过晾衣服的经验，你就可以总结出影响蒸发的几个主要因素。我们平常希望衣服快一点干，都会怎么做呢？首先，用衣架把衣服撑开了再晾，而不是堆在那一堆，这是为什么？为了增大表面积，因为蒸发只发生在液体表面。其次，我们会选择有太阳的地方晾衣服，因为太阳底下温度高，可见提高温度加快蒸发。我们还会把衣服晾在通风的阳台或者室外，说明空气流通也有助于加快蒸发。最后你一定有体会，梅雨天衣服不容易干，而秋高气爽的天气衣服干得快，这主要是空气湿度的影响。

那么结论是，加快蒸发有四个因素：①增大表面积，②提高液体温度，③加快液体表面的空气流动，④降低空气湿度。此外，蒸发的快慢还与液体的种类有关，比如：同样的条件，酒精、汽油都比水要蒸发得快。

蒸发是要吸热的，吸周围物体和自身的热。如把酒精涂在皮肤上，感到特凉，就是酒精蒸发吸热，亦即蒸发致冷的结果。还有，用温度计测置于空气中的水温，要比同时同地的气温低，也是蒸发吸热、蒸发致冷的结果。蒸发致冷最大的应用就是电冰箱和空调。

什么是沸腾？通俗的说水烧开了，还继续烧，这时水就在沸腾。如果水一烧开就熄火，它就停止沸腾了。水沸腾时，液体内部产生大量气泡，气泡上升变大，到液体表面破裂，大量热气冒出来。看到的是水在翻滚，热气腾腾。可见沸腾是同时发生在液体表面和内部的剧烈汽化现象。水沸腾时要吸热，但温度始终不变。说明热量并没有被用来升温，而是被用在把水变成气这方面了。

沸腾时那个不变的温度，就叫沸点。实验发现，不同液体的沸点一般不同。同一种液体的沸点还与气压有关，气压越高，沸点越高。现在你知道，摄氏温标为什么一定要强调，100℃是在“标准大气压下”沸水的温度了吧？

总结一下，液体沸腾必须同时具备2个条件：①温度达到沸点，②继续吸热。缺一不可。

有一点要提醒注意：水沸腾前，水的内部也有气泡产生，只是在上升时越变越小，最终消失。那是由于水温不均匀导致的，下面的水温度高，上面的水温还比较低，才导致这一现象。

【小结一下】

1.这一讲的知识点很多，但关键还是要理解物理思想。固体、液体、气体的差别很大，固变液是熔化，液变固是凝固；液变气是汽化，气变液是液化；固变气是升华，气变固是凝华。它们之间的互变离不开吸热、放热。

2.晶体和非晶体熔化、凝固的过程不同，熔点或者凝固点是区别它们的关键。

3.汽化分蒸发和沸腾两种方式。蒸发在任何温度下都能发生，且只发生在液体表面。沸腾只在温度达到沸点，且继续吸热的条件下才能发生。蒸发吸热致冷，沸腾吸热温度不变。

下一讲我们再继续讨论，液气互变中的液化，以及固气互变。下一讲再见！

【备课手稿】

【第3.02讲】温度计的玄机

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。上一讲我们聊到物态变化与温度，今天我们就一起探讨测量温度的工具——温度计。

第一个发明温度计的是伽利略，就是在比萨斜塔做铁球落地实验的那位意大利科学家。他利用的是空气热胀冷缩的原理。用水将一段空气封在玻璃管中，随着温度变化，空气热胀冷缩，推动管中的水面升降，反映出温度的高低。虽然这种温度计同时也受大气压的影响，不够稳定，但在当时已经是创举了，结束了人类只能靠感觉来描述温度的历史。

直到今天，我们仍然在用伽利略同样的原理制造温度计。现代常见的温度计有玻璃管温度计、金属温度计和电子温度计等。
玻璃管温度计，是利用液体的热胀冷缩来反映温度的，所用的液体有：酒精、煤油、水银等。

图1：各种玻璃管温度计

金属温度计利用的是金属的热胀冷缩，我们常见的指针式寒暑表就是这种。
电子温度计，通常是数字显示的，生活中应用的也比较广泛了。尤其在2003年，中国“非典”流行的时候，电子体温计大展身手，因为它可以不用接触患者避免了传染，并且非常快，1秒钟就可以完成测体温。

还有一种利用气体热胀冷缩制造的气体温度计，非常精确，但日常比较少见，多用于冶金工业。

图2：指针式温湿度计（金属温度计）；电子温湿度计；红外线体温计

我们平常考试常考的还是玻璃管温度计，实验室常用的温度计、体温表、气温计等都是的。以水银温度计为例：玻璃管与玻璃泡相连通，水银装在玻璃泡内，温度变化通过玻璃泡传导至水银，水银热胀冷缩就会沿着玻璃管移动，水银柱的长短就体现出温度的高低。所以用温度计测液体的温度时，必须把玻璃泡浸没在被测液体中一段时间，既不碰容器底，也不碰容器壁。否则，测出的就不是液体的真实温度。读数时温度计不能离开被测液体，不然水银遇冷收缩就沿玻璃管下降，显示的结果也不是被测液体的真实温度，白忙活了。读数时眼睛的视线要和水银柱的上表面相平，否则不是偏大就是偏小。

刚才已经知道，温度计读数时，温度计不能离开被测物体。如此，测人的体温就成了问题了。因为体温计是夹在腋下的，如果不能离开人体，就无法读数。可如果离开了人体，水银柱要下降，又测不准。怎么解决这个矛盾，你能想到好办法吗？体温计通过一个非常巧妙的设计，解决了这个问题。人们把靠近玻璃泡处的一小段玻璃管做成非常非常细的缩口，当水银遇冷收缩时，水银柱就从缩口处断开了，上面的水银不能流回玻璃泡，读数就被固定下来。这样一来，体温计的水银柱只是热胀时上升，而冷缩时不下降。也正因为这样，我们每次使用前，都要把水银柱给甩下来，不然测量的数值很可能还是前一个人的体温。

图3：水银体温表

我请同学们把体温计和实验室用的温度计，好好比较一下，看还有什么不同没有。张亮同学，比较以后说，他还发现了三点不同：①体温计玻璃管不是圆的，是三角形的；②体温计的量程短，只有35~42℃；分度值更小，是0.1℃；③体温计的玻璃管更细。张亮观察得非常仔细，也非常对。可是他不明白为什么要这么做，背后有些什么道理。

好吧，其实物理就是由这些小道理组成的，这些都弄明白了就是学好了物理。下面，我来一一解答：

①体温计做成三角形的，是为了更便于读数。因为体温计的玻璃管太细，水银柱不容易看清，三角形的玻璃管可以从视觉上放大水银柱，更容易读数。

②体温计是为测人的体温而设计的，人的体温，一般只有35~42℃这么大的范围，超出这个范围人就死了，因此体温计的量程也是35~42℃，多了无用。而分度值更小，是为了满足测量精度的要求，往往体温上下波动零点几度就预示着病情有比较大的变化，所以体温计需要精确到0.1℃。

③玻璃管越细，温度计的精度越高，因为水银的热胀冷缩是很微小的体积变化，如果用很粗的玻璃管，当温度变化0.1℃时，几乎就观察不到水银柱的变化了。

【小结一下】

1.这一讲我们了解了温度计，温度计的种类很多，重点要掌握的还是玻璃管温度计，它是利用水银、酒精或者煤油等材料热胀冷缩的原理，来测量温度的。

2.用温度计测量温度时有3个注意事项：①必须把玻璃泡浸没在被测液体中，既不碰容器底，也不碰容器壁。②读数时温度计不能离开被测液体。③读数时眼睛的视线要和水银柱的上表面相平。

3.体温计的结构比较特殊，与实验室用的温度计有诸多不同。通过两者的比较，找出背后的道理，这是学习物理很重要的方法，在其他问题中也要多想想现象背后的道理。如果有了这种好习惯，想学好物理就简单了。

配套文稿最后的扩展资料，还介绍了温度计的发展简史，伽利略、牛顿、开尔文等众多我们耳熟能详的科学家都对温度计的发展有过重要贡献。你可以了解一下。

【思考题】

听说太阳表面温度约有6000℃，地球中心温度有4000~6800℃，那是用什么温度计测的呢？

下一讲我们将正式开始介绍大自然物态变化的魔法，物理老师讲物理，我们下一讲再见！

【扩展资料】

温度计简史

1592年，意大利科学家伽利略（Galileo Galilei）利用空气热胀冷缩做出了第一支温度计。这个温度计是敞口的，受大气压的影响非常大。

1612年，伽利略的朋友桑托里奥（Santorio Santorio）发明了封闭的温度计。他将伽利略的温度计密封了起来，还是利用空气的热胀冷缩。

1654年，伽利略的赞助人斐迪南（Ferdinando II de' Medici）发明酒精温度计。

1659年，法国科学家布里奥（Ismael Boulliau）发明水银温度计，量程更大，可以同时测沸水和冰水。

1700年，英国科学家牛顿（Isaac Newton）首次在温度计上标注刻度。

1714年，荷兰科学家华伦海特（Daniel Fahrenheit）改进了酒精温度计和水银温度计，并开创了华氏温标。

1742年，瑞典科学家摄尔修斯（Anders Celsius）和施勒默尔（Carolus Linnaeus）设计了摄氏温标。摄尔修斯将沸水的温度定为0度，把冰水的温度定为100度。后来，施勒默尔其颠倒过来，形成了摄氏温标。

1848年，英国科学家开尔文（William Thomson）提出绝对零度概念，开创绝对温标。

1866年，英国医生奥尔巴特（Thomas Clifford Allbutt）发明了15cm长的短管体温计，取代了以往使用的长达30cm、要用20分钟时间才能测得体温的温度计。

【备课手稿】

【第3.01讲】知冷知热

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。

前两章学完后，我们知道了一些运动和声音的奥秘。大自然蕴藏着无穷无尽的奥秘，人类怎么探索都探索不完。这一章，我们将了解一些与冷热有关的大自然的魔法。

我们都知道，物质可分为：固体、液体、气体三种，它们对应的状态分别叫：固态、液态、气态。它们的特性很不同。

固体——有固定的形状，有固定的体积，所以才被称为“固体”。

液体——能够流动，因此没有固定的形状，但它有固定的体积，因为液体很难被压缩。

气体——就更不同了，它岂止是可以流动，简直是可以飞动。而且气体很容易被压缩，也容易膨胀。想想你打开蒸笼的时候，迎面扑来的热气，就知道了。所以气体既没有固定的形状，也没有固定的体积。

看看，它们差别很大吧？可是大自然就是有这种魔力，硬是能让差别这么大的固体、液体、气体之间互相转化。最常见的例子，就是水啦。水，既可以是液体，在江河湖海里嬉戏；又可以变成气体，即水蒸气，在空中飞舞；还可以变成固体，成为冰，以冰川的形式默默地待在地球的南北极。水、气、冰，它们之间可以互相变化，水变冰，冰变水；水变气，气变水；冰变气，气变冰。我们称这些物质状态之间变化为物态变化，后面的课程，我们还会逐一解释这些变化。

图1：水的三种状态

现在我们要讨论的是，这些变化有一个关键的共同点，就是都与冷热密切相关。我们首先要了解冷热，然后才能理解大自然的这些神奇的变幻。说起冷热程度，我们并不陌生。常听人说，“哎呀好烫”；“雪糕好冰”；“天真热”；“这杯牛奶温温热” 等等，不都是说的冷热程度吗？

同学们想想，用什么词来描述这个冷热程度最合适呢？我们前面学过，描述物体运动的迅速程度用“速度”；描述声音的响亮程度用“响度”。那描述冷热程度，用“热度”可以吗？或者用“冷度”可以吗？当然都可以，但仔细想想，总不如 “温度”这个词好，既适合冷的，也适合热的。很热，就是温度高；很冷，就是温度低。所以前人用“温度”来表示物体的冷热程度，是很聪明的选择。

有时候会听到人说：“哎呀，这儿好冷啊，一点温度都没有。”这个说法对吗？从物理学的角度看，答案是：不对。因为任何物体都有温度，只是高低不同，哪怕0度也是有温度的，怎么能说没有温度呢。如果说成“一点热度都没有。”那就没关系了，因为“热度”它不是一个物理学的专用术语。

说了半天，都只是人们对温度的感觉。要知道，感觉不一定准确。人虽然知冷知热，但每个人的感觉是不一样的。比如，同一间房里，可能有人觉得空调太冷了，有人又觉得太热了。可见，感觉都有主观的成分。如果医生诊断发烧，也是仅凭感觉，那就可能出现：有的医生摸着发烧了，有的医生摸着没发烧。这岂不是害人？如何客观的知冷知热？必须要有一个统一的度量温度的标准。跟长度测量一样，这需要两个条件：一是单位，二是测量工具。测量工具就是温度计了，我们留到下一讲再聊。

现在我们聊聊温度的单位。

从时间的单位，我们就已经学到了，单位是某个稳定的物理量等分的结果，比如我们把每天分成12个时辰，时辰就成了一个时间单位。温度也一样，要确定温度的单位，首先要找到两个稳定不变的点，然后再把这两个点之间的区间等分，等分得到的即是温度单位。历史上，为了确定这两个稳定不变的温度，经历了几代科学家的接续努力，经历了牛顿温标到华氏温标，再到摄氏温标，以致后来开尔文的绝对温标，最终大家普遍接受了摄氏温标和绝对温标。

我们生活中用的最多的摄氏温度，单位是摄氏度。开创摄氏温标的瑞典科学家摄尔修斯，他找到的两个稳定不变的温度分别是：标准大气压下沸水的温度和标准大气压下纯水结冰的温度，这两个温度不管什么时候，不管在什么地方，都是稳定不变的。然后把这两个点之间的区间等分为100份，每一份就是一个温度单位，摄氏度就这样诞生了。摄氏温标规定，冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度自然就是100℃，其它的温度以此为标准对比，就可以知道了。比冰水混合物更冷的温度，就用负数表示，也可以读作零下多少度。在这个标准下，健康人的体温大约37℃。

还有一点你应该知道，温度的国际单位并不是摄氏度，而是绝对温标中的开尔文，写作K，这个你以后会学到。

图2：瑞典科学家摄尔修斯（Anders Celsius）

【小结一下】

1.固体、液体、气体虽然特性迥异，却可以相互变化，被称为物态变化。

2.物态变化与温度密不可分。所谓温度，就是物体冷热的程度。

3.温度的常用单位是摄氏度，冰水混合物为0℃，沸水的温度为100℃，人的正常体温约37℃。

【思考题】

为什么找到一个稳定不变的温度作为标准这么难呢？冰水混合物的温度和沸水的温度，还会受哪些因素的影响？

我们下一讲接着聊温度计，再见！

【备课手稿】

【第2.01讲】声声慢

同学们好！欢迎来到物理老师讲物理。

上一章，我们学习了与我们息息相关的“时间”和“空间”的运动变化。今天，我们开始学习有关声音的新的一章。
想想看，生活中声音是不是同样与我们息息相关？当一个人离开母体，降临到人世间，带到人间的第一份礼物就是“一声清脆的、崭新的、自豪的、惊愕的啼哭”，这一声啼哭，向人们宣告：“我来也！”接着，师长的训斥；庆典的礼炮；情人的呢喃；婚礼进行曲；汽笛声；掌声；电话声；施工的噪音；心跳声；救护车的警笛声……直到哀乐声响起。各种声音，相伴一生，不绝于耳！那我要问，这些声音是怎么来的？又是怎样被听到的？不着急，听我慢慢道来。

请跟我一起做一个动作。用手摸着自己的喉咙，然后“啊~~”一声，你的手有没有感觉到喉咙的颤动？这实际是声带在振动。当你不出声了，声带也就停止振动了。这个例子告诉了我们什么你知道吗？这个例子告诉我们，声音是由物体的振动而产生的，一旦振动停止，发声立即停止。

▲图1：唱歌时摸喉咙

人发出的声音是由声带的振动产生的，我已经明白了。那其它的各种各样的声音又是怎么来的呢？回答是：一切声音都是物体振动产生的，无一例外。如：敲桌面一下，就有一声敲击的声音，这个声音是桌面的振动产生的。用笔写字也有沙沙的摩擦声，这个声音更多的是纸的振动产生的。往瓶里灌开水，听到的声音是瓶内空气的振动产生的。悠扬的笛声是气体在笛子的空腔内振动产生的。婉转的小提琴声是琴弦的振动产生的。一块石头投入水里，是水的振动产生的……

老师刚才举的这些例子，只有水的振动看得见，其它的都看不见，怎么证明这些所谓的“振动”不是想象出来的呢？绝不是想象出来的，都是真真切切客观存在的。随着这一章的学习，你会知道桌面的振动平常我们看不见，但是聪明如你，转动一下脑筋就有办法看见了。要不要我告诉你？你只要在桌上放个东西，比如乒乓球，然后再拍一下桌子，乒乓球是不是弹起来了？桌面的振动这不就看见了嘛。还有，敲音叉也不容易看到音叉在振动，你只要把音叉轻轻插入水面，就可以看见振动。或者，更直接的，用手摸一下音叉臂，也能感觉到振动的存在。

▲图2：振动的音叉插入水面

听到这，张亮同学脑洞大开，想到一个问题：用最新科技，能不能发明一种悦耳的发声器，发出不来源于振动的声音？这个想法是不可能实现的奇思异想。因为这种发明的思路违反了声音的基本原理。没有振动人耳就听不到声音，只有振动传导到人耳，才能引发鼓膜跟随着一起振动，人才能听到声音。所以，一切声音都来源于振动，振动停止，声音停止。

声音是如何传播的呢？声音是声波在介质中传播。同学们应该知道，宇航员在没有空气的太空中，即使对面说话也要用无线电通话，否则互相是听不见的。原因就是没有空气作为介质，声音也就无法传播。这就证明了，真空不能传声，声音的传播需要介质。不但空气能传声，固体、液体都能传声，并且固体传声，传得快，集中，不易散失，传得远。查表可知，钢铁传声的速度为5200m/s，水传声的速度为1500m/s，空气是340m/s。这个340m/s，也就是我们常说的“音速”，特指声音在空气中传播的速度。“超音速”就是比340m/s更快的速度。此外，声速还与介质的温度有关，温度越高，声速越大。

好，下面同学们解释一下，“隔墙有耳”是什么道理？“隔墙有耳”的意思是小心隔壁房间的人可能偷听到我们讲的话。那隔壁的人是怎么听见的呢？显然，是墙壁能传声。大家看古装剧，常有这样的情节，将军趴在地上听声音，能听出敌军即将来临。这都是固体能传声的例子。同学们能不能举一个水能传声的例子？（我提示一下，钓鱼）

还要知道一点，声波在传播时遇到障碍物是要反射回来的，这就是所谓的“回声”。不是所有的回声都能听见，只有回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上，才能被听见。否则回声就会与原声混在一起，无法分辨，效果是使原声得到加强，也就是调音师所说的“混响”。混响随环境而改变，比如同一个人在小教室讲话 和在大礼堂讲话 以及在山谷中讲话，声音的效果会截然不同。我给大家模仿一下。

（“欢迎收听物理老师讲物理”）

障碍物与人之间的距离超过17m，人耳就能分辨出回声了。但是如果太远，反射声波沿途散失完了也听不见回声。

要知道，回声是有很多应用的，如：回声测距，回声定位，回声测速等等。

【小结一下】

1. 这一讲我们了解了声音的由来，一切声音都来自振动，没有振动就没有声音。

2. 有了振动，还需要传播的介质，声音才能够传播到我们的耳朵里，被人听见。气体、液体、固体都可以传声，它们传声的速度排序是：固体传声最快，液体次之，气体传声最慢。

3. 声音传播途中如果被阻挡还会反射，这就形成了回声。

【思考题】

声音中蕴含了丰富的信息，也潜藏着巨大的商机。人类发明了很多发声的装置，从各种乐器到各种各样的耳机、喇叭、音箱，它们突破了人类嗓音的极限；可是你知道有哪些专门用来听声的装置吗？尤其是那些可以突破人类听力极限的听声装置。

今天就到这儿，咱们下一讲再见！

【备课手稿】