Внеурочное мероприятие "Физика звука"

Слайд 1

Звуковые волны. Скорость звука. Отражение звука. Эхо Выполнила Капустина Ирина, ученица 9 «А» класса Учитель: Поройкова Ольга Геннадьевна физика 9 класс

Слайд 2

Диапазон звуковых волн Значение звука в восприятии информации Основные понятия урока Скорость звука и распространения звука Значение звука в восприятии информации Действие звуковых волн на живую и неживую природу Звукоизоляция Инфразвуки и ультразвуки

Слайд 3

Диапазон звуковых волн Колебания воздуха, воспринимаемые органом слуха человека как звук, имеют диапазон от 20Гц до 20кГц

Слайд 4

Основные понятия урока: Распространение звука в упругой среде. Механизм возникновения и распространения звуковой волны. Звук – продольная волна. Скорость звука. Скорость звука в различных средах. Отражение звука. Эхо.

Слайд 5

Скорость звука зависит От температуры окружающей среды От свойств среды

Слайд 6

Скорость звука в различных средах, м/с (при 20 С) Гранит 3850 Медь 4700 Вода 1483 Дерево 5000 Сталь 5000-6100 Стекло 5500

Слайд 7

Скорость звука В воздухе при температуре 0 0 С и давлении 10 5 Па В воде при температуре 19 0 С В граните В стекле В твёрдых породах дерева( в продольном направлении) 332м/ с 1461 м/с 6000 м/с 5500 м/с 4000 м/с

Слайд 8

Значение звука в восприятии информации Звуки несут в себе информацию о тех предметах, которые послужили причиной колебаний

Слайд 9

Действие звуковых волн на живую и неживую природу Интенсивность звуков дБ Порог слышимости 0 Спокойное дыхание 10 Обычный разговор 60 Оживлённое уличное движение 80 Шум в вагоне метро 100 Гром 110 Порог болевых ощущений 120

Слайд 10

Звукоизоляция В прикладной акустике изучение шумов проводится в связи с проблемой борьбы с их вредностью. Продолжительные шумы (порядка 90 дБ) оказывают вредное воздействие на нервную систему человека .

Слайд 11

Инфразвуки и ультразвуки Колебания воздуха с частотой менее 20Гц – инфразвуки Колебания воздуха с частотой более 20кГц - ультразвуками

Слайд 1

Презентация по физике: Ультразвук Работу выполнила: Алексеева Светлана Ученица 9 – А класса Школы МБОУ СОШ №181 Проверяющая: Поройкова О.Г

Слайд 2

Содержание Ультразвук Источники ультразвука Свисток Гальтона Жидкостный ультразвуковой свисток Ультразвук в природе Применение ультразвука

Слайд 3

Ультразвук Ультразвук — механические колебания, частота которых превышает 20 000 Гц. Ультразвук не слышен человеку, т.к человеческое ухо способно улавливать звуки до 19 000 Гц. Хотя о существовании ультразвука известно давно, его практическое использование достаточно молодо. В наше время ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. Так, по скорости распространения звука в среде судят о её физических характеристиках. Измерения скорости на ультразвуковых частотах позволяет с весьма малыми погрешностями определять, например, адиабатические характеристики быстропротекающих процессов, значения удельной теплоёмкости газов, упругие постоянные твёрдых тел.

Слайд 4

Источники ультразвука Частота ультразвуковых колебаний, применяемых в промышленности и биологии, лежит в диапазоне от нескольких десятков КГц до единиц МГц. Высокочастотные колебания обычно создают с помощью пьезокерамических преобразователей, например, из титанита бария. В тех случаях, когда основное значение имеет мощность ультразвуковых колебаний, обычно используются механические источники ультразвука. Первоначально все ультразвуковые волны получали механическим путем (камертоны, свистки, сирены). В природе УЗ встречается как в качестве компонентов многих естественных шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, в шуме гальки, перекатываемой морским прибоем, в звуках, сопровождающих грозовые разряды, и т. д.), так и среди звуков животного мира. Некоторые животные пользуются ультразвуковыми волнами для обнаружения препятствий, ориентировки в пространстве и общения (киты, дельфины, летучие мыши, грызуны, долгопяты). Излучатели ультразвука можно подразделить на две большие группы. К первой относятся излучатели-генераторы; колебания в них возбуждаются из-за наличия препятствий на пути постоянного потока — струи газа или жидкости. Вторая группа излучателей — электроакустические преобразователи; они преобразуют уже заданные колебания электрического напряжения или тока в механическое колебание твёрдого тела, которое и излучает в окружающую среду акустические волны.

Слайд 5

Свисток Гальтона Первый ультразвуковой свисток сделал в 1883 году англичанин Гальтон. Ультразвук здесь создаётся подобно звуку высокого тона на острие ножа, когда на него попадает поток воздуха. Роль такого острия в свистке Гальтона играет «губа» в маленькой цилиндрической резонансной полости. Газ, пропускаемый под высоким давлением через полый цилиндр, ударяется об эту «губу»; возникают колебания, частота которых (около 170 кГц) определяется размерами сопла и губы. Мощность свистка Гальтона невелика. В основном его применяют для подачи команд при дрессировке собак и кошек.

Слайд 6

Жидкостный ультразвуковой свисток Большинство ультразвуковых свистков можно приспособить для работы в жидкой среде. По сравнению с электрическими источниками ультразвука жидкостные ультразвуковые свистки маломощны, но иногда, например, для ультразвуковой гомогенизации, они обладают существенным преимуществом. Так как ультразвуковые волны возникают непосредственно в жидкой среде, то не происходит потери энергии ультразвуковых волн при переходе из одной среды в другую. Пожалуй, наиболее удачной является конструкция жидкостного ультразвукового свистка, изготовленного английскими учёными Коттелем и Гудменом в начале 50-х годов XX века. В нём поток жидкости под высоким давлением выходит из эллиптического сопла и направляется на стальную пластинку. Различные модификации этой конструкции получили довольно широкое распространение для получения однородных сред. Благодаря простоте и устойчивости своей конструкции (разрушается только колеблющаяся пластинка) такие системы долговечны и недороги.

Слайд 7

Ультразвук в природе Летучие мыши, использующие при ночном ориентировании эхолокацию , испускают при этом ртом или имеющим форму параболического зеркала носовым отверстием сигналы чрезвычайно высокой интенсивности. На расстоянии 1 — 5 см от головы животного давление ультразвука достигает 60 мбар , то есть соответствует в слышимой нами частотной области давлению звука, создаваемого отбойным молотком. При этом летучие мыши могут обходить при полете препятствия даже в том случае, когда на эхолокационные сигналы накладываются ультразвуковые помехи с давлением 20 мбар . Механизм этой высокой помехоустойчивости еще неизвестен. При локализации летучими мышами предметов, например, вертикально натянутых нитей с диаметром всего 0,005 — 0,008 мм на расстоянии 20см (половина размаха крыльев), решающую роль играют сдвиг во времени и разница в интенсивности между испускаемым и отраженным сигналами.

Слайд 8

Применение ультразвука Диагностическое применение ультразвука в медицине (УЗИ) Терапевтическое применение ультразвука в медицине Применение ультразвука в косметологии Резка металла с помощью ультразвука Применение ультразвука в биологии Применение ультразвука в эхолокации Ультразвуковая сварка

Слайд 9

Диагностическое применение ультразвука в медицине (УЗИ) Благодаря хорошему распространению ультразвука в мягких тканях человека, его относительной безвредности по сравнению срентгеновскими лучами и простотой использования в сравнении с магнитно-резонансной томографией ультразвук широко применяется для визуализации состояния внутренних органов человека, особенно в брюшной полости и полости таза.

Слайд 10

Терапевтическое применение ультразвука в медицине Помимо широкого использования в диагностических целях (см. Ультразвуковое исследование), ультразвук применяется в медицине как лечебное средство. Ультразвук обладает действием: противовоспалительным, рассасывающим анальгезирующим, спазмолитическим кавитационным усилением проницаемости кожи

Слайд 11

Применение ультразвука в косметологии Многофункциональные косметологические аппараты, генерирующие ультразвуковые колебания с частотой 1МГц, применяются для регенерации клеток кожи и стимуляции в них метаболизма.С помощью ультразвука производится микромассаж клеток, улучшается микроциркуляция крови и лимфодренаж . В результате повышается тонус кожи, подкожных тканей и мышц.Ультразвуковой массаж способствует выделению биологических активных веществ, ликвидирует спазм в мышцах, в результате чего разглаживаются морщины,подтягиваются ткани лица и тела. С помощью ультразвука осуществляется наиболее глубокое введение косметических средств и препаратов, а также выводятся токсины и очищаются клетки.

Слайд 12

Резка металла с помощью ультразвука На обычных металлорежущих станках нельзя просверлить в металлической детали узкое отверстие сложной формы, например в виде пятиконечной звезды. С помощью ультразвука это возможно, вибратор может просверлить отверстие любой формы. Ультразвуковое долото вполне заменяет фрезерный станок. При этом такое долото намного проще фрезерного станка и обрабатывать им металлические детали дешевле и быстрее, чем фрезерным станком.

Слайд 13

Применение ультразвука в биологии Способность ультразвука разрывать оболочки клеток нашла применение в биологических исследованиях, например, при необходимости отделить клетку от ферментов.. Другое применение ультразвука в биологии связано с его способностью вызывать мутации. Исследования, проведённые в Оксфорде, показали, что ультразвук даже малой интенсивности может повредить молекулу ДНК. Искусственное целенаправленное создание мутаций играет большую роль в селекции растений. Главное преимущество ультразвука перед другими мутагенами (рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи) заключается в том, что с ним чрезвычайно легко работать.

Слайд 14

Применение ультразвука в эхолокации В рыбной промышленности применяют ультразвуковую эхолокацию для обнаружения косяков рыб. Ультразвуковые волны отражаются от косяков рыб и приходят в приёмник ультразвука раньше, чем ультразвуковая волна, отразившаяся от дна. В автомобилях применяются ультразвуковые парктроники .

Слайд 15

Ультразвуковая сварка Ультразвуковая сварка — сварка давлением, осуществляемая при воздействии ультразвуковых колебаний. Такой вид сварки применяется для соединения деталей, нагрев которых затруднён, при соединении разнородных металлов, металлов с прочными окисными плёнками (алюминий, нержавеющие стали, магнитопроводы из пермаллоя и т. п.), при производстве интегральных микросхем.

Слайд 16

ВСЕМ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Слайд 1

Физика звука Презентация ученика 9а класса Камбулова Миши

Слайд 2

Звуковыми волнами или просто звуком называют волны которые воспринимает человек. Диапазон звуковых частот лежит в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц : Волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком , а с частотой более 20 кГц – ультразвуком Звук

Слайд 3

Колебания в гармонической звуковой волне воспринимаются человеческим ухом как музыкальный тон. Колебания высокой частоты - звуки высокого тона , колебания низкой частоты – как звуки низкого тона. Музыкальный тон

Слайд 4

Диапазон наиболее низкого мужского голоса – баса – простирается приблизительно от 80 до 400 Гц. Диапазон высокого женского голоса – сопрано – от 250 до 1050 Гц . Звуки скрипки перекрывает приблизительно три с половиной октавы 196–2340 Гц. Звуки пианино – семь с лишним октав 27,5–4186 Гц . Звуки сильно различаются

Слайд 5

В колебаниях струн могут присутствовать и гармоники, частоты которых удовлетворяют соотношению: fn = nf1, (n = 1, 2, 3 ...). Звучащая струна может излучать целый спектр волн с кратными частотами. Амплитуды этих волн зависят от способа возбуждения струны (смычок, молоточек); они определяют музыкальную окраску звука или тембр .

Слайд 6

Аналогично обстоит дело с духовыми музыкальными инструментами. Трубы духовых инструментов являются акустическими резонаторами . При определенных условиях в воздухе внутри труб возникают стоячие звуковые волны. На рисунке показаны несколько типов стоячих волн (мод) в органной трубе, закрытой с одного конца и открытой с другого. Звуки, издаваемые трубами духовых инструментов, состоят из целого спектра волн с кратными частотами. Стоячие волны в органной трубе, закрытой с одного конца и открытой с другого. Стрелками показаны направления движения частиц воздуха в течение одного полупериода колебаний.

Слайд 7

Камертон При настройке музыкальных инструментов часто используется устройство, называемое камертоном. Оно состоит из деревянного акустического резонатора и скрепленной с ним металлической вилки, настроенных в резонанс. При ударе молоточком по вилке вся система возбуждается и издает чистый музыкальный тон. Акустическим резонатором является и гортань певца.

Слайд 8

Звуковые волны, частотные спектры, обладают одной и той же высотой, но различными тембрами. Рассмотрим теперь явление, возникающее при наложении двух гармонических звуковых волн с близкими, но все же несколько отличающимися частотами. Это явление носит название биений . Оно возникает, например, при одновременном звучании двух камертонов или двух гитарных струн, настроенных на почти одинаковые частоты. Биения воспринимаются ухом как гармонический тон, громкость которого периодически изменяется во времени. Звуковые волны