Účel lekcie: Vytvorte si predstavu o zvuku.
Ciele lekcie:
Vzdelávacie:
- vytvárať podmienky na prehlbovanie vedomostí študentov o zvuku, získaných štúdiom prírodných vied,
- prispieť k rozšíreniu a systematizácii vedomostí žiakov o zvuku.
vyvíja sa:
- naďalej rozvíjať schopnosť aplikovať vedomosti a vlastné skúsenosti v rôzne situácie,
- podporovať rozvoj myslenia, analýzu získaných vedomostí, zdôrazňovanie hlavnej veci, zovšeobecňovanie a systematizáciu.
Vzdelávacie:
- podporovať úctu k sebe a iným,
- podporovať formovanie ľudskosti, láskavosti, zodpovednosti.
Typ lekcie: odhaľujúci obsah.
Vybavenie: ladička, gulička na niti, vzduchový zvon, jazýčkový merač frekvencie, sada kotúčov s rôznym počtom zubov, pohľadnica, kovové pravítko, multimediálne vybavenie, prezentačný kotúč vyvinutý učiteľom pre túto hodinu .
Počas vyučovania
Medzi rôznymi oscilačnými a vlnovými pohybmi, ktoré sa vyskytujú v prírode a technike, sú v ľudskom živote mimoriadne dôležité zvukové vibrácie a vlny a iba zvuky. AT Každodenný život- Najčastejšie ide o vlny šíriace sa vzduchom. Je známe, že zvuk sa šíri aj v iných elastických médiách: v zemi, v kovoch. Po strmhlavom ponorení do vody môžete z diaľky zreteľne počuť zvuk motora blížiacej sa lode. Počas obliehania boli do múrov pevnosti umiestnení „poslucháči“, ktorí sledovali zemné práce nepriateľa. Niekedy boli slepí, ktorých sluch bol obzvlášť ostrý. Podľa zvukov prenášaných na Zemi bolo napríklad včas odhalené nepriateľské podkopávanie múrov zagorského kláštora. Vzhľadom na prítomnosť orgánu sluchu osoby, dostáva od životné prostredie pomocou zvukov skvelé a pestré informácie. Ľudská reč sa tiež uskutočňuje prostredníctvom zvukov.
Pred vami na stole sú pracovné listy s riadkami z knihy Charlesa Dickensa Cricket Behind the Hearth. Každý z vás musí podčiarknuť tie slová, ktoré vyjadrujú zvuk.
1 možnosť
- Vystrašený kosec sa spamätal, až keď sa pod ním prestali triasť hodiny a rinčanie a rinčanie ich reťazí a závaží konečne prestalo. Niet divu, že bol taký nadšený: veď tieto hrkajúce, kostnaté hodinky nie sú hodinky, ale obyčajná kostra! - schopný vzbudiť v každom strach, keď mu začnú praskať kosti...
- .... Potom, pozor, čajník sa rozhodol pre príjemný večer. V hrdle mu niečo nekontrolovateľne zavrčalo a už začal vydávať trhavé, zvučné chrčanie, ktoré okamžite prerušil, akoby sa ešte definitívne nerozhodol, či sa má teraz prejaviť ako spoločenský človek. Vtedy, po dvoch-troch márnych pokusoch prehlušiť v sebe túžbu po družnosti, odhodil zo seba všetku svoju pochmúrnosť, všetku zdržanlivosť a prepukol v takú útulnú, takú veselú pesničku, s ktorou žiaden plačlivý slávik nedokázal držať krok. on ....
- .... Čajník spieval svoju pieseň tak veselo a veselo, že celé jeho železné telo bzučalo a poskakovalo nad ohňom; a už aj samotné viečko začalo tancovať niečo ako jig a klopať na čajník (brúsenie, cinkanie, hrkotanie, cvakanie, zvučné smrkanie, spievanie, praskanie, spievanie, bzučanie, klopanie).
Možnosť 2:
- Tu, ak chcete, cvrček skutočne začal ozývať čajník! Zachytil refrén tak nahlas svojim vlastným cvrlikaním - pruh, pruh, pruh! Jeho hlas bol tak prekvapivo neúmerný jeho výške v porovnaní s čajníkom, že ak by mal okamžite explodovať ako pištoľ nabitá priveľkým nábojom, zdalo by sa vám to ako prirodzený a nevyhnutný koniec, o ktorý sa on sám usiloval celou svojou silou. možno..
- .... Čajník už nemusel spievať sólo. Svoju rolu hral s neutíchajúcou horlivosťou, no kriket sa zmocnil úlohy prvých huslí a udržal si ju. Bože môj, ako štebotal! Jeho tenký, ostrý, prenikavý hlas sa ozýval po celom dome a pravdepodobne sa dokonca mihol ako hviezda v tme za stenami. Niekedy pri najhlasnejších zvukoch zrazu vydal taký neopísateľný trik, až sa mimovoľne zdalo, že on sám v návale inšpirácie vyskočil do výšky a potom padol na nohy. Napriek tomu spievali v dokonalej harmónii a cvrček a kotlík ... Téma piesne zostala rovnaká a ako sa súťažilo, spievalo sa čoraz hlasnejšie a hlasnejšie. (hlasný, refrén, režim cvrlikání - strek, strek, strek, zlomil, sólo, cvrlikal, ostrý, prenikavý hlas, zvonil, hlasné zvuky, trilkoval, spieval, piesne, spieval, hlasnejšie)
Žijeme vo svete zvukov. Odvetvie fyziky, ktoré študuje zvukové javy, sa nazýva akustika. (snímka 1).
Zdrojom zvuku sú vibrujúce telesá. (snímka 2).
"Všetko, čo znie, nutne osciluje, ale nie všetko, čo kmitá, znie."
Uveďme príklady kmitajúcich, ale nie znejúcich telies. Jazýčky na meranie frekvencie, dlhé pravítko. Aké príklady môžete uviesť? (konár vo vetre, plavák vo vode atď.)
Skráťte pravítko a počujte zvuk. Vzduchový zvon vydáva aj zvuky. Dokážme, že znejúce teleso kmitá. Ak to chcete urobiť, vezmite si ladičku. Ladička je oblúkovitá tyč upevnená na držiaku, udierame do nej gumenou paličkou. Privedením znejúcej ladičky k malej guličke visiacej na niti uvidíme, že gulička je vychýlená.
Ak prejdeme znejúcou ladičkou cez sklo pokryté sadzami, uvidíme graf vibrácií ladičky. Ako sa volá takýto graf? ( ladiaca vidlica sa zaväzuje harmonické vibrácie )
Zdrojmi zvuku môžu byť kvapalné telesá a dokonca aj plyny. V komíne hučí vzduch a v potrubí spieva voda.
Aké sú príklady zdrojov zvuku? ( mechanické hodiny, varná kanvica, zvuk motora)
Keď telo zaznie, zavibruje, jeho vibrácie sa prenesú na blízke častice vzduchu, ktoré začnú vibrovať a prenášajú vibrácie na susedné častice a tie zase prenášajú vibrácie ďalej. V dôsledku toho sa vytvárajú zvukové vlny, ktoré sa šíria vzduchom.
Zvuková vlna je zóna kompresie a riedenia elastického média (vzduchu), zvuková vlna je pozdĺžna vlna (snímka 3).
Zvuk vnímame cez náš sluchový orgán – ucho.
(Jeden zo študentov hovorí, ako sa to stalo) (snímka 4).
(Iný študent hovorí o nebezpečenstvách slúchadiel.)
„Pri štúdiu správania mladých ľudí v metropolitnom metre počas dvoch mesiacov odborníci dospeli k záveru, že každý 8 z 10 aktívnych používateľov prenosných elektronických zariadení v moskovskom metre počúva hudbu. Pre porovnanie: pri intenzite zvuku 160 decibelov sú ušné bubienky deformované. Zvukový výkon reprodukovaný prehrávačmi cez slúchadlá sa rovná 110-120 decibelom. Takže na ušiach človek ide vplyv, rovná sa tomu, ktorý zapína človeka stojaceho 10 metrov od burácajúceho prúdového motora. Ak sa takýto tlak na ušné bubienky vyvíja denne, človeku hrozí, že ohluchne. „Za posledných päť rokov začali na recepciu častejšie prichádzať mladí chlapci a dievčatá,“ povedala otolaryngologička Kristina Anankina. .“ Ak po rockovom koncerte telo potrebuje niekoľko dní na zotavenie, tak pri každodennom útoku na uši nezostáva čas na to, aby dal sluch do poriadku. Sluchové ústrojenstvo prestáva vnímať vysoké frekvencie.„Akýkoľvek hluk s intenzitou nad 80 decibelov negatívne ovplyvňuje vnútorné ucho, - hovorí kandidát lekárskych vied, audiológ Vasilij Korvyakov. - Hlasná hudba ovplyvňuje bunky zodpovedné za vnímanie zvuku, najmä ak útok prichádza priamo zo slúchadiel. Situáciu zhoršuje aj vibrácia v metre, ktorá tiež negatívne ovplyvňuje štruktúru ucha. V kombinácii tieto dva faktory vyvolávajú akútnu stratu sluchu. Jeho hlavným nebezpečenstvom je, že sa vyskytuje doslova cez noc, no je veľmi problematické ho vyliečiť.“ Vláskové bunky zodpovedné za prenos hluku v našom uchu zvukový signál do mozgu. A medicína ešte nenašla spôsob, ako tieto bunky obnoviť.“
Ľudské ucho vníma vibrácie s frekvenciou 16–20 000 Hz. Všetko pod 16 Hz je infrazvuk, všetko po 20 000 Hz je ultrazvuk (snímka 6).
Teraz budeme počúvať rozsah od 20 do 20 000 Hz a každý z vás si určí prah počutia (snímka 5).(Generátor pozri prílohu 2)
Mnoho zvierat počuje infra- a ultrazvuky. výkon študentov (snímka 6).
Zvukové vlny sa šíria v pevných, kvapalných a plynných telesách, ale nemôžu sa šíriť vo vákuu.
Merania ukazujú, že rýchlosť zvuku vo vzduchu je pri 0°C a normálna atmosferický tlak sa rovná 332 m/s. Keď teplota stúpa, rýchlosť sa zvyšuje. Pri úlohách berieme 340 m/s.
(Jeden zo študentov problém vyrieši.)
Úloha. Rýchlosť zvuku v liatine prvýkrát určil francúzsky vedec Biot nasledovne. Na jednom konci liatinovej rúry sa ozvalo zvonenie, na druhom konci pozorovateľ počul dva zvuky: prvý, jeden, ktorý prechádzal cez liatinu, a po chvíli druhý, ktorý vychádzal cez liatinu. vzduchu. Dĺžka potrubia je 930 metrov, časový interval medzi šírením zvukov bol 2,5 s. Z týchto údajov nájdite rýchlosť zvuku v liatine. Rýchlosť zvuku vo vzduchu je 340 m/s ( odpoveď: 3950 m/s).
Rýchlosť zvuku v rôznych prostrediach (snímka 7).
Mäkké a pórovité telesá sú zlými vodičmi zvuku. Na ochranu akejkoľvek miestnosti pred prenikaním cudzích zvukov sú steny, podlaha a strop položené s vrstvami materiálov pohlcujúcich zvuk. Takéto materiály sú: plsť, lisovaný korok, porézne kamene, olovo. Zvukové vlny v takýchto medzivrstvách sa rýchlo rozpadajú.
Vidíme, aký rôznorodý je zvuk, poďme si ho charakterizovať.
Zvuk vytváraný harmonicky vibrujúcim telesom sa nazýva hudobný tón. Každý hudobný tón (do, re, mi, fa, soľ, la, si) zodpovedá určitej dĺžke a frekvencii zvukovej vlny (snímka 8).
Naša ladička má tón la, frekvenciu 440 Hz.
Hluk je chaotická zmes harmonických zvukov.
Hudobné zvuky (tóny) sa vyznačujú hlasitosťou a výškou, zafarbením.
Slabý úder do drieku ladičky spôsobí kmity malej amplitúdy, počujeme tichý zvuk.
Silný úder spôsobí kmity s väčšou amplitúdou, budeme počuť hlasný zvuk.
Hlasitosť zvuku je určená amplitúdou kmitov vo zvukovej vlne (snímka 9).
Teraz roztočím 4 disky, ktoré majú iná suma zuby. Dotknem sa pohľadnice týchto zubov. V kotúči s veľkými zubami pohľadnica vibruje častejšie a zvuk je vyšší. Pri disku s menším počtom zubov pohľadnica menej kmitá a zvuk je nižší.
Výška zvuku je určená frekvenciou zvukových vibrácií. Čím vyššia je frekvencia, tým vyšší je zvuk. (snímka 10)
Najvyšší ľudský sopránový tón okolo 1300 Hz
Najnižší ľudský tón sú basy s frekvenciou približne 80 Hz.
Kto má vyšší tón u komára alebo čmeliaka? A čo myslíte, kto máva krídlami častejšie komár alebo čmeliak.
Zafarbenie zvuku je akýmsi zafarbením zvuku, ktorým rozlišujeme hlasy ľudí rôznych nástrojov. (snímka 11).
Každý zložitý hudobný zvuk pozostáva zo série jednoduchých harmonických zvukov. Najnižší z nich je hlavný. Ostatné sú vyššie o celé číslo, napríklad 2 alebo 3-4 krát. Nazývajú sa podtóny. Čím viac podtónov sa primieša do základného tónu, tým bohatší bude zvuk. Vysoké podtóny dodávajú zafarbeniu „brilanciu“, „jas“ a „kovovosť“. Nízke dávajú "sila" a "šťavnatosť". A.G. Stoletov napísal: „Jednoduché tóny, ktoré máme z našich ladičiek, sa v hudbe nepoužívajú, sú také nevýrazné a bez chuti ako destilovaná voda.
Ukotvenie
- Ako sa nazýva štúdium zvuku?
- Na Mesiaci došlo k mohutnému výbuchu. Napríklad erupcia sopky. Budeme to počuť na Zemi?
- Vibrujú hlasivky u basgitaristu alebo tenora menej často?
- Väčšina hmyzu vydáva zvuk, keď lieta. Čím je to spôsobené?
- Ako mohli ľudia komunikovať na Mesiaci?
- Prečo sú odpočúvané pri kontrole kolies vozňov počas zastavenia vlaku?
Domáca úloha:§ 34-38. Cvičenie 30 (č. 2, 3).
Literatúra
- Kurz fyziky, P II, pre stredná škola/ Peryshkin A.V. – M.: Osveta, 1968. – 240s.
- Kmity a vlny v kurze fyziky pre stredné školy. Manuál pre učiteľov / Orekhov V.P. – M.: Osveta, 1977. – 176s.
- Kriket za krbom / Dickens Ch. - M.: Eksmo, 2003. - 640. roky.
Integrovaná hodina fyziky, hudby a informatiky.
Účel lekcie:
Oboznámiť študentov s pojmom "zvuk", charakteristikou zvuku; naučiť rozlišovať zvuky podľa hlasitosti, farby, ukázať, ako tieto charakteristiky súvisia s frekvenciou a amplitúdou vibrácií; ukázať spojenie medzi fyzikou a hudbou.
Cieľ
Stiahnuť ▼:
Náhľad:
9. ročník Lekcia 36
Zdroje zvuku. Zvukové vibrácie. Riešenie problémov.
Účel lekcie: Oboznámiť študentov s pojmom "zvuk", charakteristikou zvuku; naučiť sa rozlišovať zvuky podľa hlasitosti, tónu, zafarbenia; ukázať, ako tieto charakteristiky súvisia s frekvenciou a amplitúdou kmitov; ukázať spojenie medzi fyzikou a hudbou.
Počas vyučovania.
- Organizovanie času.
- Aktualizácia znalostí.
snímka 1
- Frontálny prieskum
1. Čo je mechanické vlny?
2. Aké sú dva typy mechanických vĺn?
3. Čo je to perióda, frekvencia, vlnová dĺžka, rýchlosť vlny? Aké spojenie medzi nimi existuje?
- Samostatná práca.
3. Učenie sa nového materiálu.
učiteľ. V poslednej lekcii sme začali študovať mechanické vlny, aby sme sa s nimi ďalej zoznámili elektromagnetické vlny. Hoci majú rôzne názvy, odlišnú fyzikálnu povahu, sú opísané rovnakými parametrami a rovnicami. Dnes sa zoznámime s ďalším typom mechanických vĺn. Ich meno si zapíšete po vyriešení logického problému (spôsob riešenia takýchto problémov sa nazýva „brainstorming“).
Angličania majú rozprávku: „Čert chytil troch cestovateľov a súhlasil, že ich pustí, ak mu dajú nesplniteľnú úlohu. Jeden žiadal, aby rastúci strom bol zlatý, druhý - aby rieka tiekla späť. Sakra, vtipne sa s tým vyrovnal a vzal duše oboch cestovateľov. Zostal tretí cestovateľ...“ Chlapci, vžite sa na miesto tohto cestovateľa a ponúknite diablovi nesplniteľnú úlohu. (Navrhované rôzne verzie.) „... A tretí zapískal a povedal: „Na toto si prišiť gombík!“ - a diabol bol zahanbený.
Čo je to píšťalka?
Študenti. Zvuk.
Snímka 2 (téma lekcie)
snímka 3
Svet zvukov je tak rozmanitý
Bohaté, krásne, rozmanité,
Všetkých nás ale trápi tá otázka
Odkiaľ pochádzajú zvuky?
Že sa naše uši tešia všade?
Je čas sa vážne zamyslieť.
1. Povaha zvuku. Podmienky potrebné na existenciu zvuku
učiteľ. Žijeme vo svete zvukov, ktoré nám umožňujú prijímať informácie o tom, čo sa deje okolo.
Snažia sa šepkať útržky plagátov,
Snaží sa kričať železné strechy,
A voda sa snaží spievať v potrubí,
A tak drôty bezmocne bzučia ...
K.Ya.Vanshenkin.
čo je zvuk? Ako to môžete získať? Na všetky tieto otázky odpovedá fyzika.
snímka 4
Čo je akustika.
Akustika je oblasť fyziky, ktorá sa zaoberá štúdiom zvuku, jeho vlastností a zvukových javov.
Zvukové vlny prenášajú energiu, ktorú, podobne ako iné druhy energie, môže človek využiť. Hlavná vec je však obrovský rozsah vyjadrovacie prostriedkyže reč a hudba majú. Zvuky od pradávna slúžili ľuďom ako prostriedok komunikácie a vzájomnej komunikácie, prostriedok poznávania sveta a osvojovania si tajomstiev prírody. Zvuky sú našimi stálymi spoločníkmi. Pôsobia na človeka rôznymi spôsobmi: potešia a obťažujú, upokojujú a dodávajú silu, hladia ucho a strašia svojou neočakávanosťou. (Nahrávanie „Rostovskej zvonkohry“ je zapnuté.)
Zaznela známa zvonkohra štvoroblúkovej zvonice postavenej v rokoch 1682–1687. v meste Rostov Veľký, meste slávy minulosti. Rostovskú zvonkohru hrá päť zvonárov a reč najväčšieho zvonu „Sysoya“ ovládajú dvaja ľudia. Trinásť zvonov je usporiadaných v rade. Vyzváňači sa stávajú tak, aby sa videli a taktne sa dohodli.
Z dávnych čias zvonenie zvončeka sprevádzal život ľudí. Veliky Novgorod, Pskov, Moskva sú už dlho známe svojimi zvonkohrami, ale neexistoval taký „orchester“ ako v Rostove. Čo je príčinou zvuku?
snímka 5
Dôvod zvuku? - vibrácie (vibrácie) tiel, hoci tieto vibrácie sú často našim očiam neviditeľné.
Zdroje zvuku - oscilujúce telesá.
Nie všetky vibrujúce telesá sú však zdrojom zvuku. Presvedčme sa o tom.
Skúsenosti 1. "Deň neposlušnosti".
„To nemôžeš! Neklikajte na riadok! Teraz zlomte pravítko - ako budete merať segmenty v matematike? Ako často sme to počuli v škole! Ale teraz budeme mať deň neposlušnosti. V tomto experimente je to nielen povolené - musíte kliknúť na pravítko na okraji stola. Veď aj toto je fyzika!
Materiály: pravítko, stôl.
Sekvenovanie.
Položte pravítko na stôl tak, aby jeho polovica visela cez okraj stola. Koniec, ktorý leží na stole, pevne zatlačte rukou a zaistite ho na mieste. Druhou rukou zdvihnite voľný koniec pravítka (len nie veľmi silno, aby sa nezlomilo) a pustite. Počúvajte výsledný bzučivý zvuk.
Teraz posuňte pravítko trochu dopredu, aby ste skrátili dĺžku prečnievajúcej časti. Znovu ohnite a uvoľnite pravítko. Aký zvuk to vydalo? Je to rovnaké ako minule?
vedecké vysvetlenie.
Ako ste už určite uhádli, bzučiaci zvuk vzniká vibráciou časti pravítka, ktorá visí cez okraj stola. Časť, ktorá je pritlačená k stolu, nemôže vibrovať, a preto nevydáva žiadny zvuk. Čím kratší je vibrujúci koniec pravítka, tým vyšší je zvuk.čím dlhšie, tým nižší je zvuk.
snímka 6
Zvuk je mechanické elastické vlnyšíriace sa v plynoch, kvapalinách, pevné látky.
Vlny, ktoré vyvolávajú pocit zvuku, sfrekvencia od 16 Hz do 20 000 Hz
nazývané zvukové vlny (väčšinou pozdĺžne).
Snímka 7
Šírenie zvuku možno prirovnať k šíreniu vlny vo vode. Len úlohu kameňa hodeného do vody plní kmitajúce teleso a namiesto hladiny vody sa vzduchom šíria zvukové vlny. Každá vibrácia vetvy ladičky vytvorí vo vzduchu jednu kondenzáciu a jedno zriedenie. Striedanie takýchto koncentrácií a výbojov je zvuková vlna.
Snímka 8
Ak chcete počuť zvuk potrebné:
1. zdroj zvuku;
2. elastické médium medzi ním a uchom;
3. určitý frekvenčný rozsah vibrácií zdroja zvuku - medzi 16 Hz a 20 kHz,
4. Dostatočný výkon zvukových vĺn pre vnímanie uchom.
Snímka 9
Existujú dva typy zdrojov zvuku: umelé a prirodzené, nájdete ich v hádankách:
Snímky 10 - 12
1. Let okolo ucha,
Bzučí mi: "Ja nie som mucha."
Nos je dlhý
Kto ho zabije
Preleje svoju krv.
(Komár).
3. Malý spevavec v lese
životy,
Čistí perie
(Vták).
4. Chôdza tam a späť,
Nikdy sa neunaví.
Každému, kto príde
Podáva ruku.
(Dvere).
5. Dvaja bratia
Klepu na jedno dno.
Ale nielen poraziť-
Spoločne spievajú pieseň.
(Bubon).
6. Pásť kravu na lúke
Hosteska išla
Zavesiť malý zvonček.
Čo je toto? Hádaj!
(Zvonček).
6. Na drevenom trojuholníku
Vytiahol tri struny
Nabraté, zahrané
Nohy začali samy tancovať.
(Balalajka).
8. Zariadenie je malé,
Ale taký úžasný.
Ak je môj priateľ ďaleko
Ľahko sa mi s ním rozpráva.
(Telefón).
Hudobné zvuky vytvárajú rôzne hudobné nástroje. Zdroje zvuku v nich sú rôzne, takže hudobné nástroje sú rozdelené do niekoľkých skupín:
Snímky 13-16
- Perkusie - tamburíny, bubny, xylofóny atď. (Tu sa natiahnutý materiál, kovové platne a pod. rozkmitajú nárazom palice alebo ruky);
- Dychové nástroje - flauty, rohy a fanfáry, klarinety, rohy, píšťaly (kolísanie vzduchového stĺpca vo vnútri nástroja
- Struny - husle, gitara atď..
- Klávesy - klavíry, čembalá (vibrácie strún tu vznikajú údermi kladivami);
Podľa toho, aký účinok na nás pôsobí, sú všetky zvuky rozdelené do dvoch skupín: hudobné zvuky a zvuky. Ako sa od seba líšia?
Je ťažké rozlíšiť medzi hudbou a hlukom, pretože to, čo sa jednému môže zdať ako hudba, môže byť pre iného len hluk. Niektorí považujú operu za úplne nehudobnú, iní, naopak, vidia hranicu dokonalosti v hudbe. Vŕzganie koní alebo vŕzganie voza naloženého drevom môže byť pre väčšinu ľudí hlukom, no pre drevorubačov hudbou. Milujúcim rodičom sa plač novorodenca môže zdať ako hudba, iným sú takéto zvuky len hlukom.
Väčšina ľudí však bude súhlasiť s tým, že zvuky pochádzajúce z vibrujúcich strún, jazýčkov, ladičiek a vibrovania hlasivky spevák, muzikál Ale ak áno. Čo je podstatné pri vybudení hudobného zvuku alebo tónu?
Naše skúsenosti ukazujú, že pre hudobný zvuk je nevyhnutné, aby sa vibrácie objavovali v pravidelných intervaloch. Vibrácie ladičky, strún a pod. sú tejto povahy; vibrácie vlakov, vagónov s drevom a pod. sa vyskytujú v nepravidelných, nepravidelných intervaloch a zvuky, ktoré vytvárajú, sú iba šumom. Hluk sa líši od hudobného tónu tým, že nezodpovedá žiadnej konkrétnej frekvencii vibrácií, a teda ani konkrétnej výške. Hluk obsahuje vibrácie rôznych frekvencií. S rozvojom priemyslu a modernej vysokorýchlostnej dopravy vznikol nový problém – boj proti hluku. Vznikol dokonca nový pojem „hlukové znečistenie“ prostredia.
snímka17 R. Roždestvensky podal veľmi presný a priestranný obraz súčasnej reality:
letiská,
Móla a plošiny
Lesy bez vtákov a krajiny bez vody...
Čoraz menej - okolitá príroda,
Stále viac životného prostredia.
Hluk, najmä vysokej intenzity, je nielen nepríjemný a únavný, ale môže vážne podkopať aj zdravie.
Najnebezpečnejšie je dlhodobé vystavovanie sa intenzívnemu hluku na sluch človeka, čo môže viesť k čiastočnej alebo úplnej strate sluchu. Lekárske štatistiky ukazujú, že strata sluchu v posledné roky zaujíma popredné miesto v štruktúre chorôb z povolania a nemá tendenciu klesať.
Preto je dôležité poznať vlastnosti vnímania zvuku človekom, prijateľné hladiny hluku z hľadiska zabezpečenia zdravia, vysokého výkonu a pohodlia, ako aj prostriedky a spôsoby kontroly hluku.
Negatívny vplyv hluku na človeka a ochrana pred ním.
Škodlivé účinky hluku na ľudský organizmus.
Snímka 18
Prejav škodlivých účinkov hluku na ľudský organizmus je veľmi rôznorodý.
Dlhodobé vystavenie intenzívnemu hluku(nad 80 dB) k sluchu človeka vedie k jeho čiastočnej alebo úplnej strate. V závislosti od dĺžky a intenzity vystavenia hluku dochádza k väčšiemu alebo menšiemu poklesu citlivosti sluchových orgánov, čo sa prejavuje prechodným posunom sluchového prahu, ktorý po skončení hlukovej expozície vymizne a pri dlhšom trvania a (alebo) intenzity hluku, nezvratnéstrata sluchu (slabosť sluchu), charakterizované neustálou zmenou prahu sluchu.
Existujú nasledujúce stupne straty sluchu:
Snímka 19
- I stupeň (ľahká porucha sluchu) - strata sluchu v oblasti frekvencií reči je 10 - 20 dB, pri frekvencii 4000 Hz - 20 - 60 dB;
- II stupeň (stredná porucha sluchu) - strata sluchu v oblasti frekvencií reči je 21 - 30 dB, pri frekvencii 4000 Hz - 20 - 65 dB;
- III stupeň (výrazná strata sluchu) - strata sluchu v oblasti frekvencií reči je 31 dB a viac, pri frekvencii 4000 Hz - 20 - 78 dB.
Vplyv hluku na ľudský organizmus sa neobmedzuje len na vplyv na orgán sluchu.. Cez vlákna sluchové nervy Podráždenie hlukom sa prenáša na centrálny a autonómny nervový systém a prostredníctvom nich ovplyvňuje vnútorné orgány, čo vedie k významným zmenám vo funkčnom stave tela, ovplyvňuje duševný stav osoba, čo spôsobuje pocit úzkosti a podráždenia. Osoba vystavená intenzívnemu (viac ako 80 dB) hluku vynakladá v priemere o 10 – 20 % viac fyzickej a neuropsychickej námahy, aby udržala ním dosahovaný výkon na úrovni zvuku pod 70 dB. Zistil sa nárast celkovej chorobnosti pracovníkov v hlučných odvetviach o 10 – 15 %. Vplyv na autonómny nervový systém sa prejavuje už pri nízkych hladinách zvuku (40 - 70 dB). Z vegetatívnych reakcií je najvýraznejšie porušenie periférny obeh zovretím kapilár koža a slizníc, ako aj zvýšené krvný tlak(pri hladinách zvuku nad 85 dB).
Vplyv hluku na centrálny nervový systém spôsobuje zvýšenie latentnej (skrytej) periódy zrakovej motorickej reakcie, vedie k zhoršeniu pohyblivosti nervové procesy, zmeny elektroencefalografických parametrov, narúša bioelektrickú aktivitu mozgu s prejavom všeobecných funkčných zmien v organizme (už pri hluku 50 - 60 dB), výrazne mení biopotenciály mozgu, ich dynamiku, spôsobuje biochemické zmeny v r. štruktúry mozgu.
Pre impulzívne a nepravidelné zvukyzvyšuje sa vystavenie hluku.
Zmeny vo funkčnom stave centrálnej a autonómnej nervových systémov sa vyskytujú oveľa skôr a pri nižších hladinách hluku ako zníženie sluchovej citlivosti.
Snímka 20
V súčasnosti je "choroba hluku" charakterizovaná komplexom symptómov:
- znížená citlivosť sluchu;
- zmena funkcie trávenia, vyjadrená znížením kyslosti;
- kardiovaskulárna nedostatočnosť;
- neuroendokrinné poruchy.
Tí, ktorí pracujú v podmienkach dlhodobého vystavenia hluku, pociťujú podráždenosť, bolesti hlavy, závraty, stratu pamäti, zvýšenú únavu, stratu chuti do jedla, bolesť uší atď. Vystavenie hluku môže spôsobiť negatívne zmeny emočný stav osoba, až do stresu. To všetko znižuje pracovnú kapacitu človeka a jeho produktivitu, kvalitu a bezpečnosť práce. Zistilo sa, že pri práci vyžadujúcej zvýšenú pozornosť so zvýšením hladiny zvuku zo 70 na 90 dB klesá produktivita práce o 20 %.
Snímka 21 (Filmové digitálne drogy)
snímka 22
Ultrazvuky ( nad 20 000 Hz) tiež spôsobujú poškodenie sluchu, hoci ľudské ucho na ne nereaguje. Výkonný ultrazvuk ovplyvňuje nervové bunky mozgu a miecha, spôsobuje pálenie vo vonkajšom zvukovodu a pocit nevoľnosti.
Nemenej nebezpečné sú infrazvukové vystavenie akustickým vibráciám (menej ako 20 Hz). Pri dostatočnej intenzite môžu infrazvuky ovplyvniť vestibulárny aparát znižujú sluchovú náchylnosť a zvyšujú únavu a podráždenosť a vedú k zhoršenej koordinácii. Osobitnú úlohu zohrávajú infrafrekvenčné oscilácie s frekvenciou 7 Hz. V dôsledku ich zhody s prirodzenou frekvenciou alfa rytmu mozgu sa pozorujú nielen poruchy sluchu, ale môže dôjsť aj k vnútornému krvácaniu. Infrazvuky (6 8 Hz) môže viesť k narušeniu srdcovej činnosti a krvného obehu.
Snímky 23 - 24
OCHRANA SLUCHU
Zapchajte si uši palcami ukazovákov jemne priložte na očné viečka zatvorené oči. Stredné prsty stláčajú nosné dierky. Nepomenované prsty a oba malíčky ležia na perách, ktoré sú zložené v trubici a natiahnuté dopredu. Vykonajte hladký nádych ústami tak, aby sa líca nafúkli. Po nádychu zakloňte hlavu a zadržte dych. Potom pomaly zdvihnite hlavu, otvorte oči a vydýchnite nosom.
2. Cvičenie "Strom" na ticho - veľmi jednoduché.Môžete hovoriť iba v prípade priamej otázky položenej v správna forma. Otázky: "No, ako?", "Čo robíš?", "Išiel som, alebo ako?" - nefungujú. Po chvíli sa pýtajúci začne cítiť ako podlý provokatér a svojou otázkou: "Čo je čas?“ - rozumie sám sebe .. A nastáva ticho. Cvičenie pomáha šetriť energiu, zbystrovať sluch a koncentráciu.
Zdroje zvuku. Zvukové vibrácie
Človek žije vo svete zvukov. Zvuk je pre človeka zdrojom informácií. Varuje ľudí pred nebezpečenstvom. Zvuk vo forme hudby, spev vtákov nám dáva potešenie. Sme radi, že počujeme človeka s príjemným hlasom. Zvuky sú dôležité nielen pre ľudí, ale aj pre zvieratá, ktorým dobré zachytenie zvuku pomáha prežiť.
Zvuksú mechanické elastické vlny šíriace sa v plynoch, kvapalinách, pevných látkach, ktoré sú neviditeľné, no ľudské ucho ich vníma (vlna ovplyvňuje ušný bubienok ucho). Zvuková vlna je pozdĺžna kompresná a riediaca vlna.
Príčina zvuku- kmitanie (kmitanie) telies, aj keď tieto vibrácie sú často našim očiam neviditeľné.
VIDLIČKA- toto je Kovová doska v tvare U, ktorého konce sa po náraze môžu rozkmitať. Uverejnený ladička Zvuk je veľmi slabý a počuť ho len na krátku vzdialenosť. Rezonátor- drevená krabička, na ktorú sa dá upevniť ladička, slúži na zosilnenie zvuku. V tomto prípade dochádza k emisii zvuku nielen z ladičky, ale aj z povrchu rezonátora. Trvanie zvuku ladičky na rezonátore však bude kratšie ako bez nej.
Ak vytvoríme vákuum, budeme schopní rozlíšiť zvuky? Robert Boyle v roku 1660 umiestnil hodiny do sklenenej nádoby. Keď odčerpal vzduch, nepočul žiaden zvuk. Skúsenosti to dokazujú na šírenie zvuku je potrebné médium.
Zvuk sa môže šíriť aj v tekutých a pevných médiách. Pod vodou jasne počuť dopady kameňov. Položme hodiny na jeden koniec drevená doska. Priložením ucha na druhý koniec môžete zreteľne počuť tikanie hodín.
Zdrojom zvuku je nevyhnutne oscilujúce teleso. Napríklad struna na gitare neznie v normálnom stave, ale akonáhle ju rozvinieme, vznikne zvuková vlna.
Prax však ukazuje, že nie každé vibrujúce teleso je zdrojom zvuku. Napríklad závažie zavesené na nite nevydáva zvuk. Zdroje zvuku- fyzické telá, ktoré kolíšu, t.j. triasť sa alebo vibrovať s frekvenciou 16 až 20 000-krát za sekundu. Takéto vlny sa nazývajú zvuk.Vibrujúce teleso môže byť pevné, napríklad struna alebo zemská kôra, plynné, napríklad prúd vzduchu v dychových hudobných nástrojoch, alebo kvapalné, napríklad vlny na vode.
Volajú sa oscilácie s frekvenciou menšou ako 16 Hz infrazvuk. Volajú sa oscilácie s frekvenciou väčšou ako 20 000 Hz ultrazvuk.
Zvuková vlna(zvukové vibrácie) sú mechanické vibrácie molekúl látky (napríklad vzduchu) prenášané v priestore. Predstavme si, ako sa šíria zvukové vlny v priestore. V dôsledku niektorých porúch (napríklad v dôsledku kmitov kužeľa reproduktora alebo struny gitary), ktoré spôsobujú pohyb a vibrácie vzduchu v určitom bode priestoru, dochádza v tomto mieste k poklesu tlaku, pretože vzduch je stlačený počas pohybu, čo má za následok pretlak tlačí okolité vrstvy vzduchu. Tieto vrstvy sú stlačené, čo zase vytvára pretlak, ktorý ovplyvňuje susedné vrstvy vzduchu. Takže, ako keby pozdĺž reťazca, počiatočná porucha v priestore sa prenáša z jedného bodu do druhého. Tento proces popisuje mechanizmus šírenia zvukových vĺn v priestore. Teleso, ktoré vytvára rozruch (vibráciu) vzduchu sa nazýva tzv zdroj zvuku.
Známy pojem pre nás všetkých zvuk" znamená iba súbor zvukových vibrácií vnímaných ľudským načúvacím prístrojom. O tom, ktoré vibrácie človek vníma a ktoré nie, si povieme neskôr.
Zvukové charakteristiky.
Zvukové vibrácie, ako aj všetky vibrácie všeobecne, ako je známe z fyziky, sú charakterizované amplitúdou (intenzitou), frekvenciou a fázou.
Zvuková vlna môže prejsť na rôzne vzdialenosti. Výstrel z dela je počuť na 10-15 km, rinčanie koní a brechot psov - na 2-3 km a šepot je vzdialený len niekoľko metrov. Tieto zvuky sa prenášajú vzduchom. Ale nielen vzduch môže byť vodičom zvuku.
Keď priložíte ucho ku koľajniciam, budete počuť hluk približujúceho sa vlaku oveľa skôr a na väčšiu vzdialenosť. To znamená, že kov vedie zvuk rýchlejšie a lepšie ako vzduch. Voda tiež dobre vedie zvuk. Po ponorení do vody môžete jasne počuť, ako kamene na seba narážajú, ako kamienky šumia počas príboja.
Vlastnosť vody - dobre viesť zvuk - sa počas vojny hojne využíva na prieskum na mori, ako aj na meranie morských hĺbok.
Nevyhnutnou podmienkou šírenia zvukových vĺn je prítomnosť hmotného prostredia. Vo vákuu sa zvukové vlny nešíria, pretože neexistujú žiadne častice, ktoré by prenášali interakciu zo zdroja vibrácií.
Na Mesiaci preto kvôli absencii atmosféry vládne úplné ticho. Pozorovateľ nepočuje ani pád meteoritu na jeho povrch.
Pokiaľ ide o zvukové vlny, je veľmi dôležité spomenúť takú charakteristiku, ako je rýchlosť šírenia.
Zvuk sa v každom médiu šíri rôznymi rýchlosťami.
Rýchlosť zvuku vo vzduchu je približne 340 m/s.
Rýchlosť zvuku vo vode je 1500 m/s.
Rýchlosť zvuku v kovoch, v oceli je 5000 m/s.
V teplom vzduchu je rýchlosť zvuku väčšia ako v studenom, čo vedie k zmene smeru šírenia zvuku.
Výška, tón a hlasitosť
Zvuky sú rôzne. Na charakterizáciu zvuku sa zavádzajú špeciálne veličiny: hlasitosť, výška a zafarbenie zvuku.
Hlasitosť zvuku závisí od amplitúdy kmitov: čím väčšia je amplitúda kmitov, tým je zvuk hlasnejší. Okrem toho, vnímanie hlasitosti zvuku našim uchom závisí od frekvencie vibrácií vo zvukovej vlne. Vlny s vyššou frekvenciou sú vnímané ako hlasnejšie.
Jednotkou hlasitosti zvuku je 1 Bel (na počesť Alexandra Grahama Bella, vynálezcu telefónu). Hlasitosť zvuku je 1 B, ak je jeho sila 10-násobkom prahu počuteľnosti.
V praxi sa hlasitosť meria v decibeloch (dB).
1 dB = 0,1 B. 10 dB - šepot; 20–30 dB - hlukový štandard v obytných priestoroch;
50 dB - konverzácia strednej hlasitosti;
70 dB - hluk písacieho stroja;
80 dB - hluk bežiaceho motora nákladného vozidla;
120 dB - hlučnosť pracovného traktora vo vzdialenosti 1 m
130 dB - prah bolesti.
Zvuk nad 180 dB môže dokonca spôsobiť prasknutie ušného bubienka.
frekvencia zvuku Uhlová vlna určuje výšku tónu. Čím vyššia je frekvencia vibrácií zdroja zvuku, tým vyšší je zvuk, ktorý produkuje. Ľudské hlasy sú rozdelené do niekoľkých rozsahov podľa ich výšky.
Zvuky z rôznych x zdrojov je súbor harmonických kmitov rôznych frekvencií. Väčšina komponentovposledná perióda (najnižšia frekvencia) sa nazýva základný tón. Ostatné zvukové zložky sú podtóny. Súbor týchto komponentov vytvára farbuku, timbre zvuku. Súhrn podtónov v hlasoch rôznych ľudí je aspoň trochu, ale odlišný,toto určuje tón hlas.
Podľa legendy Pythago p všetky usporiadané hudobné zvuky v rade, lámanietúto sériu na časti - oktávy, - a
oktáva - na 12 častí (7 hlavnýchnové a 5 poltónov). Celkovo je 10 oktáv, pri uvádzaní hudobných diel sa zvyčajne používa 7-8 oktáv. Zvuky s frekvenciou nad 3000 Hz sa ako hudobné tóny nepoužívajú, sú príliš drsné a prenikavé.
Táto lekcia pokrýva tému „Zvukové vlny“. V tejto lekcii budeme pokračovať v štúdiu akustiky. Najprv si zopakujeme definíciu zvukových vĺn, potom zvážime ich frekvenčné rozsahy a zoznámime sa s pojmom ultrazvukové a infrazvukové vlny. Tiež si rozoberieme vlastnosti zvukových vĺn v rôznych médiách a zistíme, aké vlastnosti majú. .
Zvukové vlny - ide o mechanické vibrácie, ktoré sa šíria a sú v interakcii s orgánom sluchu, ktoré človek vníma (obr. 1).
Ryža. 1. Zvuková vlna
Časť, ktorá sa vo fyzike zaoberá týmito vlnami, sa nazýva akustika. Profesiou ľudí, ktorí sa bežne nazývajú „počujúci“, je akustika. Zvuková vlna je vlna šíriaca sa v elastickom prostredí, je to pozdĺžna vlna a pri jej šírení v elastickom prostredí sa strieda stláčanie a riedenie. Prenáša sa v priebehu času na vzdialenosť (obr. 2).
Ryža. 2. Šírenie zvukovej vlny
Zvukové vlny zahŕňajú také vibrácie, ktoré sa vykonávajú s frekvenciou 20 až 20 000 Hz. Tieto frekvencie zodpovedajú vlnovým dĺžkam 17 m (pre 20 Hz) a 17 mm (pre 20 000 Hz). Tento rozsah sa bude nazývať počuteľný zvuk. Tieto vlnové dĺžky sú uvedené pre vzduch, rýchlosť šírenia zvuku sa rovná.
Existujú aj také rozsahy, ktorým sa venujú akustici - infrazvuk a ultrazvuk. Infrazvukové sú tie, ktoré majú frekvenciu menšiu ako 20 Hz. A ultrazvukové sú tie, ktoré majú frekvenciu vyššiu ako 20 000 Hz (obr. 3).
Ryža. 3. Rozsahy zvukových vĺn
Každý vzdelaný človek by sa mal orientovať vo frekvenčnom rozsahu zvukových vĺn a vedieť, že ak pôjde na ultrazvukové vyšetrenie, obraz na obrazovke počítača sa vytvorí s frekvenciou viac ako 20 000 Hz.
ultrazvuk - Ide o mechanické vlny podobné zvukovým vlnám, ale s frekvenciou 20 kHz až miliarda hertzov.
Volajú sa vlny s frekvenciou viac ako miliarda hertzov hypersonický.
Ultrazvuk sa používa na detekciu defektov odliatkov. Prúd krátkych ultrazvukových signálov je nasmerovaný na testovanú časť. V miestach, kde nie sú žiadne závady, signály prechádzajú cez diel bez toho, aby ich prijímač zaregistroval.
Ak je v časti prasklina, vzduchová dutina alebo inej nehomogenity, potom sa ultrazvukový signál od nej odráža a vracia sa do prijímača. Takáto metóda sa nazýva ultrazvuková detekcia defektov.
Ďalšími príkladmi využitia ultrazvuku sú prístroje ultrazvuk, ultrazvukové prístroje, ultrazvuková terapia.
Infrazvuk - mechanické vlny podobné zvukovým vlnám, ale s frekvenciou menšou ako 20 Hz. Nie sú vnímané ľudským uchom.
Prirodzenými zdrojmi infrazvukových vĺn sú búrky, cunami, zemetrasenia, hurikány, sopečné erupcie, búrky.
Infrazvuk sú tiež dôležité vlny, ktoré sa používajú na rozvibrovanie povrchu (napríklad na ničenie niektorých veľkých predmetov). Spustíme infrazvuk do pôdy – a pôda sa rozdrví. Kde sa to používa? Napríklad v diamantových baniach, kde berú rudu, ktorá obsahuje diamantové zložky a rozdrvia ju na malé častice, aby našli tieto diamantové inklúzie (obr. 4).
Ryža. 4. Aplikácia infrazvuku
Rýchlosť zvuku závisí od podmienok prostredia a teploty (obr. 5).
Ryža. 5. Rýchlosť šírenia zvukových vĺn v rôznych prostrediach
Poznámka: vo vzduchu sa rýchlosť zvuku rovná , zatiaľ čo rýchlosť sa zvyšuje o . Ak ste výskumník, takéto znalosti vám môžu byť užitočné. Môžete dokonca prísť s nejakým druhom teplotného senzora, ktorý bude detekovať teplotné rozdiely zmenou rýchlosti zvuku v médiu. Už vieme, že čím je médium hustejšie, tým závažnejšia je interakcia medzi časticami média, tým rýchlejšie sa vlna šíri. Diskutovali sme o tom v poslednom odseku na príklade suchého vzduchu a vlhkého vzduchu. Pre vodu rýchlosť šírenia zvuku. Ak vytvoríte zvukovú vlnu (klopanie na ladičku), rýchlosť jej šírenia vo vode bude 4-krát väčšia ako vo vzduchu. Po vode sa informácie dostanú 4-krát rýchlejšie ako vzduchom. A ešte rýchlejšie v oceli: 
(obr. 6).
Ryža. 6. Rýchlosť šírenia zvukovej vlny
Viete z eposov, ktoré používal Iľja Muromec (a všetci hrdinovia a obyčajní ruskí ľudia a chlapci z Gajdarovej revolučnej vojenskej rady), veľmi zaujímavým spôsobom detekcia objektu, ktorý sa blíži, ale je ešte ďaleko. Zvuk, ktorý vydáva pri pohybe, ešte nie je počuť. Ilya Muromets s uchom priloženým k zemi ju počuje. prečo? Zvuk sa totiž prenáša po pevnej zemi vyššou rýchlosťou, čo znamená, že sa rýchlejšie dostane do ucha Ilju Murometsa a ten sa bude môcť pripraviť na stretnutie s nepriateľom.
Najzaujímavejšie zvukové vlny sú hudobné zvuky a zvuky. Aké predmety môžu vytvárať zvukové vlny? Ak vezmeme zdroj vĺn a elastické médium, ak zdroj zvuku prinútime harmonicky vibrovať, potom budeme mať nádhernú zvukovú vlnu, ktorá sa bude nazývať hudobný zvuk. Týmito zdrojmi zvukových vĺn môžu byť napríklad struny gitary alebo klavíra. Môže to byť zvuková vlna, ktorá sa vytvára v medzere vzduchového potrubia (orgánu alebo píšťaly). Z hudobnej výchovy poznáte noty: do, re, mi, fa, salt, la, si. V akustike sa nazývajú tóny (obr. 7).
Ryža. 7. Hudobné tóny
Všetky položky, ktoré môžu vydávať tóny, budú mať funkcie. Ako sa líšia? Líšia sa vlnovou dĺžkou a frekvenciou. Ak tieto zvukové vlny nie sú vytvorené harmonicky znejúcimi telesami alebo nie sú spojené do spoločnej orchestrálnej skladby, potom sa takýto počet zvukov nazýva hluk.
Hluk- náhodné výkyvy rôzneho fyzikálneho charakteru, vyznačujúce sa zložitosťou časovej a spektrálnej štruktúry. Pojem hluk je každodenný a je fyzikálny, sú si veľmi podobné, a preto ho uvádzame ako samostatný dôležitý predmet úvahy.
Prejdime k kvantitatívne odhady zvukové vlny. Aké sú vlastnosti hudobných zvukových vĺn? Tieto charakteristiky platia výlučne pre harmonické zvukové vibrácie. takže, hlasitosť zvuku. Čo určuje hlasitosť zvuku? Uvažujme o šírení zvukovej vlny v čase alebo kmitoch zdroja zvukových vĺn (obr. 8).
Ryža. 8. Hlasitosť zvuku
Zároveň, ak sme do systému nepridali veľa zvuku (napríklad jemne udreli na klávesu klavíra), bude to tichý zvuk. Ak nahlas, zdvihneme ruku vysoko, zavoláme tento zvuk stlačením klávesu, dostaneme hlasný zvuk. Od čoho to závisí? Tiché zvuky majú menšie vibrácie ako hlasné zvuky.
Ďalšie dôležitá charakteristika hudobný zvuk a iné - výška. Čo určuje výšku zvuku? Výška závisí od frekvencie. Môžeme prinútiť zdroj, aby osciloval často, alebo ho môžeme prinútiť, aby osciloval nie príliš rýchlo (to znamená, že za jednotku času urobil menej kmitov). Zvážte časový priebeh vysokého a nízkeho zvuku rovnakej amplitúdy (obr. 9).
Ryža. 9. Smola
Dá sa vyvodiť zaujímavý záver. Ak človek spieva v base, tak jeho zdroj zvuku (to sú hlasivky) kolíše niekoľkonásobne pomalšie ako u človeka, ktorý spieva soprán. V druhom prípade hlasivky vibrujú častejšie, a preto častejšie spôsobujú ohniská kompresie a zriedenia pri šírení vlny.
Existuje ďalšia zaujímavá charakteristika zvukových vĺn, ktorú fyzici neštudujú. to timbre. Poznáte a ľahko rozlíšite rovnakú hudobnú skladbu hranú na balalajke alebo na violončele. Aký je rozdiel medzi týmito zvukmi alebo týmto výkonom? Na začiatku experimentu sme požiadali ľudí, ktorí produkujú zvuky, aby mali približne rovnakú amplitúdu, aby bola hlasitosť zvuku rovnaká. Je to ako v prípade orchestra: ak nie je potrebné vyčleniť nástroj, všetci hrajú približne rovnako, rovnakou silou. Takže zafarbenie balalajky a violončela je odlišné. Ak by sme nakreslili zvuk, ktorý je extrahovaný z jedného nástroja, z druhého, pomocou diagramov, potom by boli rovnaké. Ale tieto nástroje ľahko rozoznáte podľa zvuku.
Ďalší príklad dôležitosti zafarbenia. Predstavte si dvoch spevákov, ktorí vyštudujú rovnakú hudobnú školu s rovnakými učiteľmi. Učili sa rovnako dobre s piatakmi. Z nejakého dôvodu sa jeden stáva vynikajúcim umelcom, zatiaľ čo druhý je celý život nespokojný so svojou kariérou. V skutočnosti je to určené výlučne ich nástrojom, ktorý spôsobuje v prostredí len vibrácie hlasu, to znamená, že ich hlasy sa líšia farbou.
Bibliografia
- Sokolovič Yu.A., Bogdanova G.S. Fyzika: referenčná kniha s príkladmi riešenia problémov. - Redistribúcia 2. vydania. - X .: Vesta: vydavateľstvo "Ranok", 2005. - 464 s.
- Peryshkin A.V., Gutnik E.M., Physics. 9. ročník: učebnica pre všeobecné vzdelávanie. inštitúcie / A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik. - 14. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2009. - 300 s.
- Internetový portál "eduspb.com" ()
- Internetový portál "msk.edu.ua" ()
- Internetový portál "class-fizika.narod.ru" ()
Domáca úloha
- Ako sa šíri zvuk? Čo môže byť zdrojom zvuku?
- Môže zvuk cestovať vesmírom?
- Je ním vnímaná každá vlna, ktorá dosiahne ľudské ucho?
Zdroje zvuku.
Zvukové vibrácie
Náčrt lekcie.
1. Organizačný moment
Ahojte chalani! Naša lekcia má široké praktické uplatnenie v každodennej praxi. Preto vaše odpovede budú závisieť od pozorovania v živote a od schopnosti analyzovať svoje pozorovania.
2. Zopakovanie základných vedomostí.
Snímky č. 1, 2, 3, 4, 5 sa zobrazia na obrazovke projektora (Príloha 1).
Chlapci, pred vami je krížovka, ktorej vylúštením sa naučíte kľúčové slovo hodiny.
1. fragment: pomenovať fyzikálny jav
2. úryvok: pomenovať fyzikálny proces
3. fragment: pomenovať fyzikálnu veličinu
4. fragment: pomenujte fyzické zariadenie
R | W | H | ||||||||
AT | ||||||||||
O | ||||||||||
Komu |
Venujte pozornosť zvýraznenému slovu. Toto slovo je „ZVUK“, je to kľúčové slovo lekcie. Naša lekcia je venovaná zvuku a zvukovým vibráciám. Témou hodiny je teda „Zdroje zvuku. Zvukové vibrácie. Na lekcii sa dozviete, čo je zdrojom zvuku, aké sú zvukové vibrácie, ich výskyt a iné praktické aplikácie v tvojom živote.
3. Vysvetlenie nového materiálu.
Urobme experiment. Účel experimentu: zistiť príčiny zvuku.
Skúsenosti s kovovým pravítkom(Príloha 2).
čo si pozoroval? Aký môže byť záver?
Záver: vibrujúce teleso vytvára zvuk.
Urobme nasledujúci experiment. Účel experimentu: zistiť, či zvuk vždy vytvára vibrujúce teleso.
Zariadenie, ktoré vidíte pred sebou, sa nazýva vidlička.
Experimentujte s ladičkou a tenisovou loptičkou zavesenou na nite(príloha 3) .
Počujete zvuk, ktorý vydáva ladička, ale vibrácie ladičky nie sú badateľné. Aby sme sa uistili, že ladička kmitá, opatrne ju premiestnime na tienistú guľu zavesenú na niti a uvidíme, že vibrácie ladičky sa prenášajú na guľôčku, ktorá sa periodicky pohybuje.
Záver: zvuk vytvára akékoľvek vibrujúce teleso.
Žijeme v oceáne zvukov. Zvuk vytvárajú zdroje zvuku. Existujú umelé aj prirodzené zdroje zvuku. Prirodzené zdroje zvuku zahŕňajú hlasivky (Príloha 1 - snímka č. 6.) Vzduch, ktorý dýchame, opúšťa pľúca Dýchacie cesty do hrtana. Hrtan obsahuje hlasivky. Pod tlakom vydýchnutého vzduchu začnú kmitať. Úlohu rezonátora zohrávajú ústa a nos, ako aj hrudník. Pre artikulovanú reč je okrem hlasiviek potrebný aj jazyk, pery, líca, mäkké podnebie a epiglottis.
K prirodzeným zdrojom zvuku patrí aj bzučanie komára, muchy, včely ( trepotanie krídel).
otázka:čo vytvára zvuk.
(Vzduch v balóne je pri stlačení pod tlakom. Potom sa dramaticky roztiahne a vytvorí zvukovú vlnu.)
Takže zvuk vytvára nielen oscilujúce, ale aj prudko sa rozširujúce telo. Je zrejmé, že vo všetkých prípadoch výskytu zvuku sa vrstvy vzduchu pohybujú, t.j. vzniká zvuková vlna.
Zvuková vlna je neviditeľná, možno ju iba počuť a tiež ju registrujú fyzické zariadenia. Na registráciu a štúdium vlastností zvukovej vlny nám slúži počítač, ktorý v súčasnosti vo veľkom využívajú fyzici na výskum. V počítači je nainštalovaný špeciálny výskumný program a pripojený mikrofón, ktorý zachytáva zvukové vibrácie (príloha 4). Pozrite sa na obrazovku. Na obrazovke vidíte grafické znázornenie zvukové vibrácie. čo je to za graf? ( sínusoida)
Poďme experimentovať s ladičkou s pierkom. Udrite do ladičky gumenou paličkou. Žiaci vidia vibrácie ladičky, ale nepočujú zvuk.
otázka:Prečo dochádza k vibráciám, ale nepočujete zvuk?
Ukázalo sa, že ľudské ucho vníma rozsah zvuku od 16 Hz do Hz, je to počuteľný zvuk.
Počúvajte ich cez počítač a zachyťte zmenu frekvencií rozsahu (príloha 5). Venujte pozornosť tomu, ako sa mení tvar sínusoidy so zmenou frekvencie zvukových vibrácií (perióda oscilácie sa znižuje, a preto sa frekvencia zvyšuje).
Existujú zvuky, ktoré sú pre ľudské ucho nepočuteľné. Ide o infrazvuk (rozsah oscilácií menší ako 16 Hz) a ultrazvuk (rozsah väčší ako Hz). Na tabuli vidíte schému frekvenčných rozsahov, nakreslite si ju do zošita (príloha 5). Skúmaním infra a ultrazvuku vedci objavili mnohé zaujímavé funkcie tieto zvukové vlny. O týchto zaujímavosti povedia nám spolužiaci (príloha 6).
4. Konsolidácia študovaného materiálu.
Na upevnenie preberanej látky na hodine navrhujem zahrať si hru PRAVDA-NEPRAVDA. Prečítal som si situáciu a vy zdvihnete znamenie PRAVDA alebo NEPRAVDA a vysvetlíte svoju odpoveď.
Otázky. 1. Je pravda, že zdrojom zvuku je akékoľvek vibrujúce teleso? (správny).
2. Je pravda, že hudba znie hlasnejšie v sále plnej ľudí ako v prázdnej? (nesprávne, pretože prázdna hala funguje ako rezonátor vibrácií).
3. Je pravda, že komár máva krídlami rýchlejšie ako čmeliak? (pravda, pretože zvuk produkovaný komárom je vyšší, preto je vyššia aj frekvencia kmitov krídel).
4. Je pravda, že vibrácie znejúcej ladičky rýchlejšie upadnú, ak má nohu položenú na stole? (správne, pretože vibrácie ladičky sa prenášajú na stôl).
5. Je to pravda netopiere vidieť so zvukom? (správne, pretože netopiere vyžarujú ultrazvuk a potom počúvajú odrazený signál).
6. Je pravda, že niektoré zvieratá „predpovedajú“ zemetrasenie pomocou infrazvuku? (Je to tak, napríklad slony pocítia zemetrasenie za pár hodín a sú zároveň mimoriadne vzrušené).
7. Je pravda, že infrazvuk spôsobuje mentálne poruchy v ľuďoch? (Správne, v Marseille (Francúzsko) bola vedľa vedeckého centra postavená malá továreň. Krátko po spustení v jednom z vedeckých laboratóriách objavil zvláštne javy. Po niekoľkých hodinách v jej izbe sa výskumník stal úplne hlúpym: sotva dokázal vyriešiť čo i len jednoduchý problém).
A na záver navrhujem, aby sa z rozrezaných písmen preskupením dostali Kľúčové slová lekciu.
KVZU - ZVUK
RAMTNOKE - ladička
TRAKZUVLU - ULTRAZVUK
FRAKVZUNI - INFRAZOUND
OKLABEINJA - VAŠKULÁCIE
5. Zhrnutie hodiny a domácich úloh.
Výsledky lekcie. V lekcii sme zistili, že:
Že akékoľvek vibrujúce teleso vytvára zvuk;
Zvuk sa šíri vzduchom ako zvukové vlny;
Zvuky sú počuteľné a nepočuteľné;
Ultrazvuk je nepočuteľný zvuk, ktorého frekvencia oscilácií je vyššia ako 20 kHz;
Infrazvuk je nepočuteľný zvuk s frekvenciou kmitov pod 16 Hz;
Ultrazvuk je široko používaný vo vede a technike.
Domáca úloha:
1. §34, býv. 29 (Peryshkin 9 buniek)
2. Pokračujte v uvažovaní:
Počujem zvuk: a) letí; b) spadnutý predmet; c) búrky, pretože ....
Nepočujem zvuk: a) od leziacej holubice; b) z orla vznášajúceho sa na oblohe, pretože ...