声波的干涉是指在同一区域中，两列频率相同的持续声波相遇而叠加的现象，它只能在特定的条件下发生，而不是常见的现象。可用音叉演示声波的干涉。音叉的两个叉股是两个相同的波源，当音叉发声时，辐射出的两列波发生干涉，若使音叉绕叉柄的纵轴旋转或音叉不动，我们环绕正在发声的音叉走一周，会听到音叉的声音忽强忽弱。这是因为当音叉产生的两列波发生干涉时，会出现相间的加强区和减弱区。在加强区，空气的振动加强，我们听到的声音也强；在减弱区，空气的振动减弱，我们听到的声音也弱。
声波的衍射
声波在通常情况下，有的表现为直线传播，有的会发生明显的衍射。由于声波的波长约在0.017米到17米之间，它跟一般室内的障碍物以及门窗等物的尺寸相接近，当声波在传播过程中，碰到与声波波长差不多的障碍物时，声波就会绕过障碍物传到它的背后去，即发生衍射现象。
共 鸣
发声器件的频率如果与外来声音的频率相同时，则它将由于共振的作用而发声，这种声学中的共振现象称作“共鸣”。许多乐器应用振动体和空气柱的共鸣，来增强乐器发出的声音。使两个共鸣箱相对放置（箱口相对），然后敲击一共鸣箱上的音叉，过一段时间后，以手握住被敲击的音叉，使其停止振动，此时可听到另一个未被敲击的共鸣箱发出声音，从而证实共鸣的产生。由于二共鸣箱之一发生振动，附近空气向周围传播，另一共鸣箱和音叉即发生共鸣，故也能发出声音。当两个物体的固有频率相同或其中一个是另一个作为声源的固有频率的整数倍时，就会发生共鸣。音叉下面所附的音匣起着使声音加强的作用。弦乐器如小提琴、琵琶、二胡等的琴身或琴筒，也都具有音匣的作用。从前，所建戏台，往往在舞台下面放置几口大缸，同样是利用共鸣作用使台上演员和乐器发出的声音产生洪亮而圆润的效果。
空气柱的共鸣
向细玻璃管的一端吹气或将振动着的音叉放在管口处，可以听到管内空气发出声音。这就是说，管内空气柱由于自身的振动而成为一个发声体。若将一玻璃管的下端与盛有水的漏斗用皮管连通，把一个频率为v的振动着的音叉放近管口，上下移动漏斗，用以改变管中空气柱的长度。在某一长度处能听到声音最大，这是因为管中的空气柱在音叉产生的连续正弦声压的振动作用下，发生了受迫振动，当音叉振动频率恰好与空气柱的固有振动频率重合时，就会发生共振。慢慢调节，使管内水平面继续下降，还可在其他几个适当的空气柱长度，听到声音的强度达到最大值。管内空气柱的这种由声波的作用而引起的共振现象叫做声的共鸣。利用气柱共鸣可以方便地测定声波的波长，从而可推算出声速。
音 叉
一种声学仪器，用钢制成形如字母U，但是做得细而长，下端的柄插在一端开口的空木箱上，用以增加发音强度。音叉的振动频率一定，则其音调高低一定，且其振动为棒的振动，所发之声极清朗。故常用它作为测定音调的标准。用橡皮锤轻敲音叉之上端，则其两叉股左右振动而发声。音叉声音之高低，视其叉股之长短厚薄而定。股臂长而薄者振动缓而音低；股臂短而厚者振动急而音高。音叉的振动通常不易产生泛振动，偶尔产生泛振动。亦因棒之阻抗大而即时消减，因此音叉容易产生基振动。音叉振动时，亦有干涉的现象产生，其两叉股的振动，系同时向内或向外。若两叉股同时向内振动，其间成稠密状，因为音叉的两叉股振动的振幅和波长或频率均相等，产生干涉，则无声。这时可将振动音叉，放在耳边，
徐徐转动，而找到无声区域的位置。音叉能在很长时间内保持其音的频率不变，振动的振幅和温度都不容易使频率改变。音叉的频率有高达每秒9万周者。通常音叉都用钢或弹性钢制成。因音叉尺寸不大，发声的输出很少传入空气中，又因其振动方式，只有极少量的纵波成分沿叉柄振动，故此振动系统的阻滞极少。用音叉木柄与共鸣器相连，可增加声音输出，且因共鸣器与音叉的泛音并不相同，故只有基音产生共鸣。音叉的用途很多，在调乐器时，音叉被用作音调标准。
音 调
声音的高低叫做“音调”。音调的高低，主要取决于声波频率的高低。当声波的强度增加，亦会使同一频率的声波有音调较高之感。通常乐器所发出的声波均非单音或纯音，而有其波形的复杂性，故音调的高低，实际是由很多因素所决定。乐音与噪声的区别，在于乐音有一定的频率，而噪声的频率是经常在变化的，它使人们有音调快速变化之感。在音调上有基音与泛音之别。泛音即其振动频率为基音的整数倍，有第一泛音，第二泛音等。在波动中，周期与频率成反比，所以泛音周期比主周期短，它们的比例也是整数倍。
男子发音，其频率约在90赫兹~140赫兹之间，其音较低。妇女发音的频率约在270赫兹～550赫兹之间，其音较高。人耳器官所能感受音波频率的范围因人而异，一般人的听觉范围在50赫兹~15 000赫兹，听觉灵敏的可由20赫兹~20 000赫兹。人类口腔发声大约是100赫兹~8 000赫兹。各种乐器的频率范围是40赫兹~14
000赫兹，扬声器的频率是40赫兹~8 000赫兹。如声音由张紧的弦发出，则弦越细、越短、张得越紧，音调便越高；反之音调就低。
响 度
又称音量。人耳感受到的声音强弱，它是人对声音大小的一个主观感觉量。响度的大小决定于声音接收处的波幅。就同一声源来说，波幅传播的愈远，响度愈小；当传播距离一定时，声源振幅愈大，响度愈大。响度的大小与声强密切相关，但响度随声强的变化不是简单的线性关系，而是接近于对数关系。当声音的频率、声波的波形改变时，人对响度大小的感觉也将发生变化。
音 品
声音的品质叫音品，也称“音色”，是声音的属性之一。它由泛音的多少、泛音的频率和振幅所决定。不同的乐器在基本振动频率相同的情况下，仍然可以区分其各自的特色，就是因为它的音色不同。例如合奏的二胡、月琴、琵琶，由于音色不同，人们的听觉可以分辨出各种乐器。
声音的三要素
音色、音调、响度是声音的三个主要属性，故称它们是声音的三要素。
基 音
在复音中，频率最低的声音叫做“基音”。乐音的音调是由基音的频率决定的。例如100赫兹的钢琴声，除发出频率是100赫兹的声音外，还同时发出许多较弱的不同频率的声音，100赫兹的纯音叫钢琴的基音。
泛 音
频率为基音的整数倍或大于一的非整数倍的其余纯音称作“泛音”。等于基音频率整数倍之声音又称为谐音。作简谐振动的发声体，发出的是非常单纯的纯音。乐器发出的声音，一般是由若干个频率和振幅都不同的纯音所组成的复音，其中频率最低的纯音称基音，还有频率是基音整数倍的泛音。乐音的音品就是由泛音的多少及其频率和振幅决定的。
声 压
由于声波作用而产生的压强叫“声压”。声波在传播过程中，空气中任一点附近质点由于声波作用，时而疏松，时而紧密，因而压强也相应地忽强、忽弱变化。当空气中有声波传播时，该点的压强与没有声音到达时的压强之差叫做该点的声压。声压的单位是帕斯卡，简称帕。声压的大小和传声介质中质点在声波作用下振动速度、介质的密度以及声波的传播速度有关。树叶被微风吹动的响声声压约为0.01帕；在房中大声说话的声压约为0.1帕。
声 强
声波传播的能流密度。即在单位时间内通过垂直于传播方向上单位面积的声音能量。由于声音的强弱与声源的振幅有关。若声源的振幅大，单位时间内传出去的能量就大，因而声波也就较强。声强与声音传播的距离有关，跟响度有关，但响度随声强的增加并不呈线性关系，两者是有区别的。声强是客观存在的事实，它是声音强弱的物理量，不受人耳功能的影响。但响度却与人的感觉有关，声波引起耳膜振动时会因人而异，对同一声强的声波反应不同，耳感灵敏者觉得响度大，而耳感差的就觉得响度小。对不同频率的声波，耳感亦不相同。凡能引起正常听觉的声波，对声强有一定范围的要求，对于每个给定的频率，要引起听觉，其声强也有两个极值。若根据正常听觉的实验结果，以频率为横坐标，以声强为纵坐标，将各种频率的声强上下限坐标连起来，低于下限的声强，不能引起听觉。凡超过上限的声强，使人耳有痛感。故上限曲线叫痛觉阈，下限曲线叫可闻阈，两曲线间的区域即为听觉范围。因此凡能引起人听觉的声波，除对频率要求在20赫兹~20 000赫兹外，还要求声强范围在10-12瓦/米2~1瓦/米2。由此可见声强变化范围是很大的。
声强级
声强的量度。单位为贝尔，用Bel表示，这个单位在实用上太大，故常用贝尔的1/10，即分贝（用dB表示）作为单位，最轻声就是0。通常在谈话时的声强级为60 dB~70 dB。
乐 器
可以发出乐音，供演奏音乐使用的器具。一般是按发音特点来分类的。管乐器：它的发声是靠空气柱的振动而取得效果，这类器具有笙、管、笛、箫等；弦乐器：靠弦的振动而发声，如小提琴、二胡、马头琴等；打击乐器：利用打击发声的，如鼓、锣、铃、钹、钗等，弹拨乐器：如月琴、琵琶等。
乐 音
由声源按周期性振动而产生的有规则的声音。它的波形图线是周期性的曲线。乐器按规律发声才产生乐音，否则即产生噪声。乐音的三要素是音调、响度和音品，它们各自反映乐音的特性。
噪 声
噪声是使人感到不愉快的声音的总称。它是由声源作无规则的、非周期性振动所产生的，或是由不同强度和不同频率的声音无规律地组合在一起而形成的。例如，车辆的发动机、喇叭声，工地或工厂的各种机器的响声，婴儿啼哭以及喧哗声，凡是刺耳的声音都是噪声。噪声是目前污染环境的三大公害（污水、废气和噪声）之一，噪声没有污染物，又不会累积，它污染的面积大，其能量最后完全转化为热能而转移。因此，控制噪声是环境保护的一个极为重要的方面。
人体对噪声的承受能力一般为50分贝。国际上规定90
dB为听力保护的最高限度。随着噪声声压增大，对人体危害程度也相应加剧，轻者使人心情烦躁，影响人的工作情绪，降低劳动效率；重者造成听觉疲劳甚至受到严重损害。随着城乡工业和交通以及人口的剧增，各种噪声充斥工作环境和公共场所，特别是城市中由于场地限制，不少居民楼建筑在闹市区或厂区附近。嘈杂的人声、汽车的轰鸣声和机器的震动，毫不留情地闯进我们的住宅，使我们程度不同地失去了以往的安宁的休息环境。不要说在家中看书读报没有兴趣，有时还影响到正常的睡眠。长期生活在这种环境中，人们会产生厌恶心理和痛苦不安的情绪。特别要提醒的是，居室的噪声除了来自外部还有来自居室内部的。这种不受欢迎的“声音”来自居室的卫生间和家用电器设备以及人为制造的争吵、斥骂、哭闹等。调查表明，一些城市居民的听觉比农村居民的听觉反应已不同程度地降低。由于长期受噪声强烈袭扰，许多成年人精神紧张、头晕目眩、心悸心慌，导致手脚颤动、动作失调，引发高血压、心脏病、神经衰弱等多种疾病。孕妇和儿童受害更为严重。而且，长期受到噪声袭扰会导致居室建筑本身出现墙壁裂纹、灰顶下落及室内设备寿命缩短等现象。为有效地防止和减轻噪声污染对家庭环境的影响与危害，可采取多种方式和措施：①在进行居室装饰时，尽可能采用吸声隔音材料，以降低室内声音的混响时间；②地面布置地毯，既增强室内保温作用，又可减轻行走和小孩玩闹时的声响，还有利于邻居的团结互助；③在门窗装置上安排吸声效果较好的厚重窗帘式隔帷；④在冰箱、洗衣机与地面接触的部位安装垫片，减轻工作时的机器震动污染；⑤有条件的可安装两层玻璃窗，即做成隔音窗的形式；条件有限的，也要用密封条或橡胶海绵把窗户缝及门缝等处尽可能压紧；⑥居室设计合理，各种功能搭配得当，不要人为地制造各种噪声污染源。
超声波
声波频率高于20
000赫兹，超过一般正常人听觉所能接收到的频率上限，不能引起耳感的声波。其频率通常在2×104赫兹~5×108赫兹范围之间。它具有与声波一样的传播速度。因为超声波的频率高，波长短，所以它具有这样一些特性：由于它在液体和固体中的衰减比在空气中衰减得慢，因而穿透力大；超声波的定向性强，一般声波的波长长，在其传播过程中，极易发生衍射现象，而超声波的波长很短，就不易发生衍射现象，会像光波一样沿直线传播；当超声波遇到障碍物会产生反射，若遇到界面时则将产生折射现象；超声波的功率很大，能量容易集中，对物质能产生强大作用，可用来焊接、切削、钻孔、清洗机件等；在工业上被用来探伤、测厚、测定弹性模量等无损检测，以及研究物质的微观结构等；在医学上可用做临床探测，如用“B超”测肝、胆、脾、肾等病灶，或用来杀菌、治疗、诊断等；在航海、渔业方面，可用来导航、探测鱼群、测量海深等，超声波在各个领域都有广泛的应用。
次声波
又称亚声波。是低于20赫兹又不能引起人的听觉的声波。它传播的速度和声波相同。在很多自然现象中，如地震、台风、海啸、火山爆发等过程都会有次声波产生。人为的次声源亦在核爆炸、喷气式飞机飞行时，以及行驶的车船、压缩机运转时发生。凡晕车、晕船，
也都是受车、船运行时次声波的影响。利用次声波亦可监视和检测大气变化。科学研究表明，噪声污染对人的心理、生理影响是很大的。因此，在进行居室装饰中，切莫忽视对室内外噪声污染的防范和治理。
天 气
一、单元概述
天气可以被定义为“关于热或冷、潮湿或干燥、平静或风暴、晴朗或多云等方面的大气层的状态。”天气的变化是大气层变化的结果，而驱动全球天气变化的动力是来自太阳的能量。
天气与我们的生活密切相关，四年级的学生已经注意到天气在影响着他们的生活：每天需要穿什么衣服去上学；明天的春游会不会下雨；今天上学需不需要拿雨伞??但是，他们对天气的认识还仅仅停留在感官的感知，或听家长、天气预报对天气的描述。在我国还有一种特殊现象，就是孩子们每天穿什么衣服常常是由家长替他们选择的，他们甚至不用去关心天气。当问到学生“今天天气怎么样”时，他们往往回答为：挺好、下雨了、寒冷、太阳很高、阳光灿烂、树叶都落了、小鸟越来越少了等，基本上不能区分天气特征与季节以及其他自然事物的特征。对于天气，学生也会有一大堆疑问：下雨时为什么会打雷？为什么一天中有时冷，有时热？?? 本单元以天气为主题，引导学生关注每天天气的变化，对天气的一些基本特征进行研究，并像气象学家那样观察、记录、分析各种天气现象。期待学生经过本单元的学习，能对天气有一个全面、科学的认识，激发学生对天气现象研究的好奇心和热情。学生还会发现科学工具使他们的观察能力得到延伸，并使他们在观察过程中，获得更多的有价值的信息。 “天气”单元一共设计了７课，可以分为三个阶段：
第一阶段，第1课和第2课。学生将了解人们通常从云量、降水量、风和气温这四个方面来描述天气；开始在一个比较长的时间（如一个月）里收集天气信息，并把他们观察到的信息记录在“天气日历”上；在每天跟踪观察和记录天气的过程中，他们将真实感受天气是在不断地改变着的，激发研究天气的兴趣。
第二阶段，第3~6课。学生将分别观察、讨论、测量和记录四种天气特征(云量、降水量、风和气温)的数据。 进入第７课的时候，学生已经做了近一个月的观察和记录，收集了大量的关于天气的数据。在这一课，他们将分析和总结已经收集到的数据，形成“天气”单元学习以来对当地天气的概括性的认识。 通过本单元的学习，学生将能够熟悉天气现象，用他们的感官和科学的工具获取天气特征和记录数据。他们在本单元学到的科学知识和实践能力将有助于对天气的理解和应对天气对他们的影响。
由于本单元的教学活动有时需要在特定的天气环境下进行，如第4课“风向和风速”，第6课“云的观测”，需要教师根据天气情况随时调整教学内容。
本单元学生将经历一个较长时间的观察和记录天气现象的过程，教师要对每天的观测和记录活动给予及时的指导、督促，更重要的是不断激发学生学习的兴趣，这将是决定本单元学习成效的重要因素。 我国幅员辽阔，各个地方的天气情况千差万别。教师可根据本地的实际情况使用教科书。有条件的学校，可以建立学校的气象观测站，为学生的观察活动提供更为有利的条件。