- Ввести поняття звукових коливань, з'ясувати характеристики і властивості звукових коливань.
- Показати єдність природи, взаємозв'язок фізики, біології, музики.
- Виховання дбайливого ставлення до свого здоров'я.
Обладнання: комп'ютер з Мультимедіапроектор, камертон, лінійка, затиснута в лещатах, звуковий генератор.
- Орг. момент
- .?зучение нового матеріалу.
- Будинок. Завдання.
Людина живе в світі звуків. Що ж таке звук? Як він виникає? Чим один звук відрізняється від іншого? Сьогодні на уроці ми з вами спробуємо відповісти на ці та багато інших питань, пов'язані зі звуковими явищами.
Розділ фізики, що вивчає звукові явища називається акустикою.
Пружні хвилі, які викликають у людини слухові відчуття називаються звуковими.
Будь-яке нестійке із звуковою частотою є джерелом звуку. Але джерелами звуку можуть не тільки коливаються тіла: політ кулі в повітрі, супроводжується свистом, бурхливу течію води - шумом.
Сам факт виділення з досить великого набору частот, які називаються звуковими, пов'язаний з властивістю слуху людини сприймати саме ці хвилі.
Різні живі істоти мають різні межі сприйняття звуку.
Всі джерела звуку можна розділити на природні та штучні.
(Демонстрації: звучання камертона і лінійки затиснутою між лещатами.)
Розглянемо властивості звуку.- Звук це поздовжня хвиля.
- Поширюється звук в пружних середовищах (повітря, вода, різні метали)
- Звук має кінцеву швидкість.
Давайте прослухаємо повідомлення про те, як були визначені швидкість звуку у воді і інших речовинах.
- Годинники встановлені по звуку сигналу від віддаленого радіоприймача. В якому випадку годинник буде встановлено більш точно: влітку або взимку?
(Влітку, так як швидкість звуку в повітрі збільшується з температурою) - Чи можуть космонавти при виході у відкритий космос спілкуватися між собою за допомогою звукової мови?
(На відстані немає, тому що в космічному вакуумі немає умов для поширення звукових хвиль. Однак якщо космонавти стикнуться шоломами скафандрів, вони можуть почути один одного.) - Чому стовпи ліній електропередач гудуть при вітрі?
(При вітрі дроти здійснюють хаотичні коливальні рухи, впливаючи на ізолятори, укріплені на стовпах. В стовпах порушуються стоячі звукові хвилі.)
Гучність звуку - характеристика амплітуди звукової хвилі.
(Показати експеримент з камертоном і генератором)
Гучність звуку залежить від амплітуди коливань: чим більше амплітуда, тим голосніше звук.
Але якби ми порівнювали звуки різних частот, то крім амплітуди нам довелося б ще порівнювати і їх частоти. При однакових амплітудах як більш гучні ми сприймаємо частоти, яких лежать в межах від 1000 до 5000 Гц.
Одиниця гучності звуку називається сон.
У практичних завданнях гучність звуку прийнято характеризувати рівнем гучності, що вимірюється в фонах. або рівнем звукового тиску. вимірюваних в белах (Б) або децибелах (дБ), що становлять десяту частину білого.
Тихий шепіт, шелест листя - 20 дБ
Звичайна мова - 60 дБ
Рок-концерт - 120 дБ
При збільшенні гучності на 10дБ інтенсивність звуку збільшується в 10 разів.
Завдання: Розрахуйте у скільки разів інтенсивність звуку на рок-концерт більше звичайної мови?
Гучність, рівну 120 дБ, називають больовим порогом. При тривалому впливі такого звуку відбувається необоротне погіршення слуху: людина, що звикла до рок - концертів вже ніколи не почує тихий шепіт або шелест листя.
Висота звуку - характеристика частоти звукової хвилі, чим більше частота коливань джерела звуку, тим вище видається їм звук.
Хто в польоті швидше махає крилами - муха, джміль або комар?
Частота коливань крил комах і птахів в польоті, Гц
При збільшенні частоти в 2 рази звук підвищується на октаву - саме з цих міркувань і була обрана октава. Кожна октава ділиться на 12 інтервалів в півтону кожна.
Тембр звуку визначається формою звукових коливань.
Ми знаємо, що гілки камертона здійснюють гармонійні (синусоїдальні) коливання. Таким коливань властива тільки одна строго певна частота. Гармонійні коливання є найпростішим видом коливань. Звук камертона є чистим тоном.
Чистим тоном називається звук джерела, що здійснює гармонійні коливання однієї частоти.
Звуки від інших джерел (наприклад, звуки різних музичних інструментів, голосу людей, звук сирени і багато інших) представляють собою сукупність гармонійних коливань різних частот, т. Е. Сукупність чистих тонів.
Найнижча (т. Е. Найменша) частота такого складного звуку називається основною частотою. а відповідний їй звук певної висоти - основним тоном (іноді його називають просто тоном). Висота складного звуку визначається саме висотою його основного тону.
Всі інші тони складного звуку називаються обертонами. Частоти всіх обертонів даного звуку в ціле число разів більше частоти його основного тону (тому їх називають також вищими гармонійними тонами).
Обертони визначають тембр звуку, т. Е. Таке його якість, яке дозволяє нам відрізняти звуки одних джерел від звуків інших. Наприклад, ми легко відрізняємо звук рояля від звуку скрипки навіть в тому випадку, якщо ці звуки мають однакову висоту, тобто одну і ту ж частоту основного тону. Відмінність цих звуків обумовлено різним набором обертонів (сукупність обертонів різних джерел може відрізнятися кількістю обертонів, їх амплітудами, зрушенням фаз між ними, спектром частот).
- Як по звуку можна відрізнити працює дриль вхолосту або під навантаженням?
- Чим музичні звуки відрізняються від шуму?
(Шум відрізняється від музичного тону тим, що йому не відповідає якась певна висота звуку. В шумі присутні коливання всіляких частот і амплітуд.) - Проекція швидкості однієї з точок звучної струни віолончелі змінюється з часом так, як показано на графіку. Визначте частоту коливань проекції швидкості.
Людина має таку унікальним органом як вухо - приймач звуку. Давайте розглянемо, як людина чує.
Звукові хвилі, що поширюються в повітрі, роблять складний шлях, перш ніж ми сприймемо їх. Спочатку вони проникають в вушну раковину і змушують вібрувати барабанну перетинку, що замикає зовнішній слуховий прохід. Слухові кісточки доносять ці коливання до овального вікна внутрішнього вуха. Плівка, яка закриває вікно, передає вібрації, що заповнює равлика рідини. Нарешті коливання досягають слухових клітин внутрішнього вуха. Головний мозок сприймає ці сигнали і розпізнає шуми, звуки, музику, мову.
Голос людини характеризується багатьма характеристиками: тоновий діапазон, гучність, тембр.
Одна з найважливіших характеристик голосу його тембр, тобто набір спектральних ліній, серед яких можна ви ділити піки, що складаються з декількох обертонів, - так звані форманти. .? Сно форманти визначають секрет індивідуального звучання голосу і дозволяють розпізнавати мовні звуки, так як у різних людей форманти навіть одного і того ж звуку відрізняються по частоті, ширині і інтенсивності. Тембр голосу строго індивідуальний, оскільки в процесі звукоутворення важливу роль відіграють специфічні для кожного індивідуума резонаторні порожнини глотки, носа, навколоносових пазух і т.д. Неповторність людського голосу можна порівняти лише з неповторністю узору відбитків пальців. У багатьох країнах світ, магнітофонний запис людського голосу вважається незаперечним юридичним документом, підробити який неможливо
Спектри голосів співаків відрізняються від спектра голос звичайної людини: в них сильно виражена висока співоча форманта, тобто обертони з частотами 2500-3000 Гц, що надають голосу дзвінкий відтінок. У видатних співаків вони складають в спектрі до 35 і більше відсотків (рис. Зліва), в той час як у досвідчених - 15-30%, а у початківців - 3-5% (рис. Праворуч).
Прийнято виділяти три різновиди голосів для обох статей: у чоловіків - бас, баритон, тенор; у жінок - альт, меццо-сопрано і сопрано. Це поділ є більшою мірою штучним, бо нічого не враховує велику кількість "проміжних" голосів, так як поки немає об'єктивного методу оцінки якості голосу через безмежного поєднання його властивостей.
Розглядаючи звукові коливання не можна не звернути, увагу на вплив шумів на організм людини.
Д / З §34-38 упр. 31 (1), упр.32 (2,3) практичне завдання: визначення залежності висоти тону від частоти коливань, використовуючи шматочок гумової нитки.
Закінчити урок мені хочеться ось такими словами. У М. Реріха є картина, названа ним "Людські предки". Юний пастушок грає на сопілці, і з усіх боків сходяться до нього великі бурі ведмеді. Що тягне їх? Музика? Легенда говорить, що предками деяких слов'янських племен були ведмеді. Здається, йдуть вони почути саму чудову музику на світлі - голос доброго людського серця.
Пошук по всій базі матеріалів: