Звукові хвилі. Властивості звуку.
- повторити з учнями основні поняття, що характеризують хвилі. Ввести поняття звукових хвиль.
- познайомити з природою звуку, його основними характеристиками і видами: музичними звуками і шумами. Спираючись на знання учнів з анатомії людини з'ясувати механізм слуху.
- розглянути вплив шуму на організм людини, взаємодія звукових хвиль з речовиною,
- навчити учнів використовувати міжпредметні зв'язки для розуміння досліджуваних явищ, познайомити учнів з новими фактами і прикладами використання звукових хвиль. Визначити значення звуку в різних видах мистецтва і життя людини
- виховати екологічну культуру і мислення учнів. Формувати цілісне уявлення про природу і людину, як важливий компонент природи і як розумному істоту, що впливає на природу.
- оцінювати свою діяльність, передбачати можливі результати своїх дій, враховувати думки інших людей при визначенні власних позицій і самооцінки.
кулька, підвішений на нитці на лабораторному штативі;
лещата і лінійка,
генератор звукової частоти з динаміком,
плакати з малюнками
прослуховування звуків природи з диска "Кращі звуки природи";
два пластикових стаканчика, з'єднані ниткою
- Повідомлення учням теми, мети і завдань уроку
Привіт хлопці. З яким настроєм ви прийшли на урок? Зобразіть його у вигляді ось таких мордочок на листочках, які лежать у вас на партах.
В ході нашого уроку настрій у вас може змінитися, і тоді ви в кінці уроку покажіть іншу мордочку і зможете провести певне психологічне дослідження.
На минулому уроці ми знайомилися з явищем поширення механічних хвиль. Дізналися, що для створення хвилі необхідна пружне середовище і джерело механічних коливань. Сьогодні ми познайомимося з одним з видом механічних хвиль. Як називають ці хвилі спробуємо здогадатися.
У англійців є казка: «Чорт зловив трьох подорожніх і погодився відпустити їх, якщо вони поставлять йому нездійсненне завдання. Один попросив зробити зростаюче дерево золотим, інший - змусити річку потекти назад. Чорт легко, впорався з цими завданнями. Залишився третій подорожній. »Хлопці, поставте себе на місце цього подорожнього і запропонуйте межу нездійсненне завдання. (Пропонуються різні версії.) «. А третій свиснув і сказав: "Приший до цього гудзик!" - і чорт був осоромлений ».
Що ж таке свист? Свист - це звукова хвиля, хвиля, яку ми не бачимо, але за допомогою якої ми спілкуємося, отримуємо інформацію. Ми чуємо голоси людей, спів птахів, звуки музичних інструментів, шум лісу, грім під час грози. Звучать працюють машини, що рухається транспорт.
Намагаються шепотіти клаптики афіш,
Намагається кричати залізо дахів,
І в трубах співати намагається вода,
І так мукають безсило дроти.
Познайомимося зі звуком більш докладно. Запишемо тему уроку: Звукові хвилі
- Сприйняття і усвідомлення нового матеріалу
- Якщо звук - це хвиля, що поширюється в пружною середовищі, (а повітря - це пружне середовище), то він повинен виникати щоразу, коли частинки повітря приходять в коливальний рух.
Проведемо досвід, який підтверджує, що джерелами звуку дійсно є тіла, які коливаються. Скористаємося фізичним приладом, званим камертоном.
- Гумовим молоточком вдаряють по камертону, виникає звук.
- Камертон плавно, але досить швидко підсувають до легкого кульці, закріпленому на нитки. Як тільки вони зіткнуться, кулька відразу ж, начебто від сильного поштовху, відскочить. Так відбувається саме тому, що коливаються ніжки камертона. Таким чином, поставлене нами досвід дозволяє зробити взвод, що джерелами звуків є тіла, які коливаються.
- Існують як штучні, так і природні джерела звуку.
До природних джерел звуку відносяться голосові зв'язки. Повітря, яким ми дихаємо, виходить з легких через дихальні шляхи в гортань. У гортані знаходяться голосові зв'язки. Під тиском повітря, що видихається вони починають коливатися. Таким чином, мова і спів обумовлені коливаннями голосових зв'язок; Якщо звук виходить від динаміка, то в ньому коливається мембрана. Дзвін викликаний коливаннями спідниці дзвони при ударі об неї мови, автомобільну катастрофу супроводжує звук - скрегіт - внаслідок безладних коливань кузовів автомобілів, що зіткнулися під дією удару. Якщо звук видає музичний інструмент, то джерело звуку - це коливається струна або коливається стовп повітря
Навколо тіла, що коливається змінюється стан повітря. З'являються ущільнення і розрядження, тобто виникає поздовжня хвиля.
Для нас основним приймачем звуку є, звичайно, вухо. Звукова хвиля, потрапляючи на барабанну перетинку, створює коливання. У рідини, яка заповнює, так звану равлика нашого вухо виникають хвилі, які народжують нервові імпульси, що йдуть в мозок. Саме ці імпульси й сприймаються мозком як звук.
Вухо є надзвичайно чутливим інструментом: воно здатне сприймати звуки різної інтенсивності: від тихого шепоту до звуку відбійного молотка або рок-концерту.
Вухо людини є природним приймачем звуку, однак створені й штучні приймачі звуку. Найбільш широко використовуються різні мікрофони.
Вони перетворюють звукові коливання в коливання електричного струму, завдяки чому з'явилася можливість записувати звук і передавати його на великі відстані.
показ кинофрагмента Оксфордської енциклопедії. Звук.
Правильно, розмахую руками. А, значить, повинна виникати звукова хвиля, звук: адже махають руки змушують частки коливатися. Тобто повітряна хвиля створюється, а вухо людини її як звук не сприймає. Чому?
Звернемося до досвіду. Один кінець лінійки щільно притискає до столу, а інший різким рухом наводимо в коливальний рух
Будемо змінювати довжину виступаючої частини лінійки, і зауважимо, що тільки при деякій частоті її коливань, вона видає звук. Можна підібрати такий стан вільного кінця лінійки, при якому звук чистіший і гучний.
Тобто, відчуття звуку створюється тільки при певних частотах коливань джерела.
Для людини звуковими є тільки такі хвилі, в яких коливання відбуваються з частотами від 20 до 20 000 Гц. Розмахувати руками 20 і більше разів на секунду ніхто не може!
Демонстрація зі звуковим генератором, де лімбом обертання встановлюються частоти від 20 Гц до 20 кГц, т. Е. Так званий "поріг чутності" людства.
Ці кордони звукового діапазону умовні. У кожної людини свій діапазон сприйманих частот (інші не чують стрекотіння коників), в залежності від індивідуальних особливостей їх слухового апарата.
Ви включили музику (включаємо), і не дуже голосно, і музика непогана, а бабуся заходить в вашу кімнату з проханням: вимкни ти цей гуркіт! Бухає і бухає, вже голова болить!
Що це у нас такі шкідливі бабусі?
З віком через втрату еластичності барабанної перетинки верхня межа чутності знижується значно знижується - деякі люди похилого віку можуть чути звуки з частотами, які не перевищують 6000 Гц. Тобто ваша бабуся чує ось такі звуки
Самі розумієте, що слухати це протягом довгого часу немає ніяких сил. Будемо з розумінням ставитися до прохань людей похилого віку і берегти нерви своїх улюблених бабусь.
- Звукові хвилі, поширюються в різних газах з різною швидкістю, залежно від температури газового середовища, складу і тиску. При 0 ° С швидкість звуку в повітрі дорівнює 330 м / с;
Але звук поширюється і в рідинах. Той, хто пірнав у море, знає, що під водою добре чути звуки гребних гвинтів теплоходів, удари каменів, плескань і ін. Один з найперших дослідів з вимірювання швидкості звуку в воді був проведений в 1826 р Колладон і Штурмом справили його на Женевському озері. На одному човні проводилася спалах пороху і одночасно били по дзвону, опущеного в воду. На другім човні, яка перебувала на відстані 14 км від першої, вимірювалося час між спалахом і появою звуку в рупорі, також опущеному у воду.
Завдання: Визначте, чому дорівнює швидкість звуку у воді, якщо сигнал вчувався приблизно через 10с після спалаху пороху?
Точні виміри й обчислення дають результат 1435 м / с.
Поширюється звук і в твердому тілі.
У вас на партах два пластикових стаканчика. В їх денцях зроблені невеликі отвори. Кінці нитки пропущені в ці отвори, і на кінцях зав'язані вузлики. Спробуємо передати звуки по твердому тілу, по нитці. Кожен з вас візьме стаканчик, один буде в нього говорити, а інший, приставивши склянку до вуха, слухати. Нитка повинна бути добре натягнута. А для чистоти експерименту вільне вухо затисніть.
Переконалися, що звук поширюється по твердому тілу?
Зі збільшенням щільності середовища, швидкість звуку збільшується.
Земля добре проводить звук. У казках Іван-дурник прикладав вухо до землі, щоб почути, чи не женеться за ним погоня. Дмитро Донський перед Куликівської битвою, приклавши вухо до землі, почув тупіт копит татаро-монгольської кінноти, коли вона ще не була видна. Завдяки хорошій провідності землі працюють сейсмічні станції. М'які і пористі тіла - погані провідники звуку.
Ваше тіло так само хороший провідник звуку.
У вас на партах сухарики. Один з вас сухарик буде їсти, а інший слухати, як поширюється звукова хвиля через повітря. А потім помінялися ролями. Але при цьому прислухайтеся, як поширюється звук по вашому тілу.
Великий композитор Л. Бетховен, коли втратив слух, сприймав звуки рояля, приставивши до нього одним кінцем тростину, інший її кінець він тримав в зубах; провідником звуку було дерево.
Але через вакуум звук проходити не може. Чому? Те, що в вакуумі звукової хвилі бути не може легко довести дослідним шляхом. Якщо відкачати повітря з-під дзвони повітряного насоса, то ми перестаємо чути зво нок перебуває там будильника.
- Ми охоче слухаємо музику, спів птахів, приємне людське спів. Навпаки, торохтіння механізмів, вереск пилки, потужні удари молота нам неприємні, вони дратують і стомлюють.
По дії, виробленому на нас, все звуки діляться на музичні і шуми.
Музичні звуки видають джерела, що коливаються з незмінною частотою. Наприклад, струна гітари.
(Демонструється виникнення звукових хвиль за допомогою гітарної струни)
Ще древні помітили, що музичні звуки благотворно діють на психіку, і використовували їх для лікування. Складали пісні від мігрені, безсоння, від спазмів і колік. Лікарі приписували музику своїм вельможним пацієнтам не тільки від хвороб, але і від позбавлення від поганих думок, для хорошого настрою. Гучні удари барабанів нерідко супроводжували звані обіди. Але на великій відстані від звучної струни гучність звуку, природно, менше. Для посилення звуку стали використовувати корпус музичного інструменту - резонатор.
Ми, слухаючи різні музичні звуки, даємо їм суб'єктивні характеристики.
- Перша така характеристика - це гучність звуку. Для нас звуки бувають гучні і тихі. Як ви думаєте, від якої характеристики тіла, що коливається залежить гучність звуку.
Висновок. Гучність звуку залежить від амплітуди тіла, що коливається.
На дошці малюнок із зображенням сигналу з великою і маленькою амплітудою.
Слід мати на увазі, що гучні звуки далеко не нешкідливі для нашого організму.
На концертах рок-груп відбуваються контузії звуком, звукові "опіки", втрата слуху, пам'яті.
Під час виступу ансамблю Пінк Флойд в Шотландії в прилеглому озері загинула вся риба. Що вже говорити про організм людини?
- Друга характеристика звуку - висота, тобто звуки бувають низькими і високими. Чим визначається висота звуку?
Висновок. Висота звуку залежить від частоти коливань джерела. Чим більша частота коливань, тим вище звук.
Скажіть, чому муха дзижчить, а комар пищить? Може, у мухи є жужжалки, а у комара пищалка?
На дошці малюнок із зображенням сигналу високої і маленькою частоти.
Дзвінок класному керівнику класу.
Учитель. Добрий день. Вас вітає 8-Б клас.
Класний керівник. Привіт, хлопці. Я знаю, що зараз на уроці фізики ви вивчаєте звукові хвилі і проводите з моєю допомогою експеримент. Бажаю удачі в ваших дослідженнях. До зустрічі на перерві.
Учитель. З ким ми розмовляли? Хто це?
-Це наш класний керівник
- А звідки ви дізналися?
- Здогадалися по голосу.
- Що значить по голосу?
Тембр - це така якість звуку, яке надає індивідуальну забарвлення звучанню джерела.
Ось ще кілька характеристик тембру: густий, глибокий, мужній, суворий, буркотливий, бархатистий, насичений, прозорий.
- Зараз ми будемо малювати звуки.
Увага: співаю! (Низький і високий звук однакової гучності).
Спробуйте намалювати цю мелодію.
Увага: співаю! (Тихий і голосний звук одного тону).
Пробуємо намалювати ці звуки.
- Поговоримо тепер про шуми. Якщо джерело під час звучання постійно змінює частоту, то він видає шум. Давайте все заговоримо. Як шумно стало в класі. Частота коливань ваших голосових зв'язок, коли ви говорите, постійно змінюється. Ви все видавали шум. Скрип дверей, вереск пилки, шипіння змії - це все шуми. З розвитком промисловості і сучасного швидкісного транспорту з'явилася нова проблема - боротьба з шумом. Виникло навіть нове поняття «шумове забруднення» середовища проживання. Шум, особливо великої інтенсивності, не просто набридає і втомлює - він може серйозно підірвати здоров'я. Наслідки шуму поступово накопичуються в організмі. При тривалому впливі на організм шумів може виникнути так звана "шумова хвороба", симптомами якої є високий артеріальний тиск крові, підвищена нервова збудливість, туговухість, швидка стомлюваність, поганий сон.
З шумом борються простими адміністративними заходами: в містах заборонено користуватися автомобільними сигналами, скасовані польоти літаків над містом і т.д. Борються з шумами і за допомогою технічних пристроїв. Так, всі автомобілі, трактори і мотоцикли забезпечені глушниками.
Але ми самі легко створюємо шуми, забуваючи про те, як вони шкідливі для здоров'я.
Навчаються діти скверною манері.
Ляскають двері, грюкають двері.
В школу, в аптеку, в кіно, в магазин
Входять, виходять, а двері за собою
Ніхто не притримає, ніхто не прикриє ...
Шум нас дратує: заважає працювати, відпочивати, думати. Але і абсолютна тиша пригнічує людину. У повній тиші, наприклад в сурдокамері, відразу починають турбувати звуки і шерехи, в звичайних умовах залишаються непоміченими, - удари серця, пульсу, дихання і навіть шерех вій. Ці зазвичай нечутні звуки в умовах абсолютної тиші сприймаються людиною з такою інтенсивністю, що можуть стати причиною серйозних психічних розладів.
Як бачимо, природа шуму двоїста: він шкідливий і необхідний одночасно. Тому, говорячи про боротьбу з шумом, потрібно пам'ятати, що мова йде не про всі звуках взагалі, а лише про небажаних, дратівливих, шкідливо впливають на організм. Шелест листя, рокіт морського прибою діє заспокійливо.
Розповідь супроводжується записами звуків
- Звукова хвиля, зустрічаючись з перешкодою, здатна і відбиватися від нього. Тоді людина чує повторення звуку. Звук, відбитий від перешкоди і повернувся до свого джерела, називається луна. Назва "відлуння" пов'язане з ім'ям гірської німфи Ехо, яка згідно давньогрецької міфології, була безнадійно закохана в Нарциса. Від туги за коханим Ехо висохла і скам'яніла, так що від неї залишився лише голос, здатний повторювати закінчення виголошених в її присутності слів.
Щоб розрізняти посланий і відбитий сигнали, необхідний проміжок часу 0,05с.
Якщо до нас доходять звукові хвилі, послідовно відбилися від декількох перешкод і розділені інтервалом 50 -60 мс, то виникає багаторазове відлуння. Деякі з таких відлуння придбали всесвітню популярність. Так, наприклад, скелі в Чехії триразово повторюють сім складів, а в замку Вудсток, в Англії, луна чітко повторює 17 складів.
- Підведення підсумків уроку. Повідомлення домашнього завдання
На наступному уроці ми познайомимося з інфразвуком і ультразвуком, їх впливом на організм людини, застосуванням в техніці, а так само проведемо лабораторну роботу по дослідженню характеристик звуку. Щоб успішно впоратися з цим завданням, ви повинні знати матеріал, вивчений сьогодні на уроці. Будинки треба подивитися конспект і прочитати §12, стор. 34-35 (до ультразвуку) і, використовуючи додаткову літературу, дізнайтеся, як розмовляють між собою тварини.
Перевірте ваш настрій ще раз: намалюйте на листочку смішну пику.