Урок Звук
Тема урока: Звук. Характеристики звуку. Акустичний резонанс. Відображення звуку. Відлуння. Ультразвук.
Цілі уроку:
Освітня мета - познайомити з поняттями «акустичний резонанс, луна, ультразвук», допомогти учням осмислити практичну значущість, корисність знань і умінь, що набувають. Сформувати концепцію звукової хвилі. Заохочувати учнів до подолання труднощів у процесі розумової діяльності, виховати інтерес до фізики.
Розвиваюча мета – створити умови у розвиток дослідницьких і творчих навичок; навичок спілкування та спільної діяльності.
Виховна мета - сприяти прищепленню культури розумової праці, створити умови для підвищення інтересу до матеріалу, що вивчається.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу
Обладнання: Підручник.
Хід уроку:
I. Організаційний момент
ІІ. Перевірка домашнього завдання
Усне опитування
1. Які хвилі називаються поздовжніми? У яких середовищах вони утворюються?
2. Що називається довжиною хвилі?
3. Які хвилі називаються поперечними?
4. Механічна хвиля.
5. Який процес називається хвильовим?
6. Назвіть умову розповсюдження механічної хвилі.
7. Поясніть процес виникнення та поширення поздовжньої хвилі у твердому тілі.
Письмове опитування
(Рішення завдань на місці за картками)
ІІІ. Вивчення нового матеріалу
Експеримент 1
Візьміть міцну мотузку (60 см) і прив'яжіть до неї посередині металеву ложку. Кінець мотузки прив'яжіть до вказівних пальців. Обидва кінці повинні мати однаковудовжину. Заткніть вуха пальчиками. Нахиліться вперед, щоб ложка вільно повисла і зіткнулася із краєм столу. Почується звук, що нагадує дзвін.
- Чому? Вдаряючись об стіл, метал починає вагатися. Ці коливання по мотузці передаються вухам. Ми чуємо, тому що наші вуха сприймають різні коливання. Щоб видавати звук, предмет повинен вагатися. Коливання від нього передаються повітрі та поширюються у ньому. Коливані молекули повітря ударяються об барабанну перетинку, через це вона теж коливається. Ці коливання йдуть далі через кісткову тканину та рідину у вусі, поки не доходять до слухового нерва, а він посилає сигнал у мозок.
Експеримент 2
У дзвін поміщають електричний дзвінок. І вмикають. Чути звук. Починаємо викачувати повітря, у міру розрядження повітря гучність стає меншою, поки зовсім не стає нечутною.
- Чому? Відсутнє середовище, у якому поширюються коливання.
Висновок:звук може поширюватися в газах, рідинах та твердих тілах.
Звук обумовлений механічними коливаннями в пружному середовищі та тілах (твердих, рідких та газоподібних), частоти яких лежать у діапазоні від 16 до 20 000 Гц і здатні сприймати людське вухо.
Розділ фізики, що вивчає звук, – акустика.Будь-яке тіло (тверде, рідке або газоподібне), що коливається зі звуковою частотою, створює в навколишньому середовищі звук.
Експеримент 3
Переливання води з однієї судини в іншу. Удар молотка по ковадлі.
Найчастіше звукові хвилі досягають наших вух повітрям. Але звук поширюється у воді та твердих тілах. Нирнувши з головою під час купання, можна почути звук від удару двох каменів, що виробляється на великій відстані.
Добре проводить звук земля.
Звукова хвиля є послідовністю стисків і розряджень пружного середовища, що поширюється з певною швидкістю. Це хвиля поздовжня.
Стиснення та розрядження повітря викликає коливання тиску щодо середнього атмосферного тиску
Гучності звуку відповідає зміна тиску Dr на кілька десятків Паскалів.
Вухо людини сприймає Dr - 10
5 Па. Вухо дуже чутливий прилад, найбільш чутливий до коливань із частотою близько 3500 Гц.
Звукова хвиля подібно до інших хвиль поширюється з кінцевою швидкістю. Якщо гроза далеко, то запізнення грому сягає кількох секунд.
Швидкість звуку повітря при 0 °З дорівнює 331 м/с; у воді при 8°С - 1455 м/с; у сталі при 15 °С - 4980 м/с.
Фізичні характеристики звуку
1. Звуковий тиск, що чиниться звуковою хвилею на перешкоду, що стоїть перед нею.
2. Спектр звуку - розкладання складної звукової хвилі на її частоти.
3. Інтенсивність звукової хвилі.
Гучність звуку, як і висота, пов'язана з відчуттям, що виникає у свідомості людини, а також з інтенсивністю хвилі.
Людське вухо здатне сприймати звуки інтенсивністю від 10-12 (по ріг чутності) до 1 Вт/м2 (поріг болючого відчуття).
Гучність не є прямо пропорційною величиною інтенсивності. Рівень гучності виявляється у білах:
5. Висота звуку залежить від частоти коливань: що більше частота, то вищий звук.
6. Тембр звуку дозволяє розрізняти два звуки однакової висоти та гучності, що видаються різними інструментами. Він залежить від спектрального складу.
2. Явище резонансу використовується для посилення звуку вагаютьсятіл, тому камертони зміцнюють на спеціальних ящиках резонаторних з відкритою бічною стороною. При виготовленні ящика його настроюють на частоту коливань камертону. Звучання камертону та ящика відбувається в унісон, тобто. з однаковою частотою.
Відлуння в горах, яке нам добре знайоме з дитинства, є результатом відбиття звуку від перешкоди. Відлуння – це звукова хвиля, відбита якоюсь перешкодою і повернулася в те саме місце, звідки вона почала поширюватися.
Збільшення тривалості звуку, викликане його відображенням різних перешкод, називаєтьсяраверберацією.
Звукові хвилі з частотою коливань нижче 16 Гц називаються інфразвуками, а вище 20 000 Гц ультразвуками. За допомогою ультразвуку дроблять каміння, ріжуть і свердлять метали та надтверді матеріали. У медицині ультразвук використовується переважно для ультразвукового обстеження людського тіла.
IV. Завдання
1. Наглядач стоїть на відстані 200 м від високої гори. Через який проміжок часу він почує відлуння сказаного слова? Швидкість звуку 340 м/с. Рішення:
2. Відлуння, викликане рушничним пострілом, мисливець почув через 4,5 с. На якій відстані від нього перебуває перешкода? Швидкість звуку 340 м/с. Рішення:
3. Людина, що стоїть у вузькій ущелині між двома великими скелями, видає короткий різкий звук. Він чує звук відлуння двічі: перший через 1 с і наступний через 1,5 с. Яка відстань між скелями? Швидкість звуку 340 м/с. Рішення:
4. Частота основного музичного тону "ля" 435 Гц. Визначте довжину цього тону, якщо швидкість поширення звуку повітря 340 м/с. Рішення:
1. Ультразвук, надісланий і відбитий від морського дна, повернувся через 0,8 с. Швидкість звуку у морській воді 1490 м/с. Яка глибина моря?Рішення:
V. Закріплення навчального матеріалу.
1. Що таке акустичний резонанс? Коли він з'являється?
2. Що таке луна?
3. Чи може луна виникнути у степу?
4. Що таке інфразвук, ультразвук?
5. Де використовуються ультразвукові хвилі?
7. Що таке звукові хвилі?
8. Що джерелом звуку?
9. Які частота і довжина звукових хвиль, які люди сприймають?
10. Як називаються такі звукові хвилі?
VI. Домашнє завдання: § 31-32-33-34-35. Вправа 26