Звук.
учебно-методический материал по физике (9 класс) на тему

Тайны звука.

Цели урока: познакомиться с природой звука, его основными характеристиками и видами, продолжить формирование причинно-следственных связей.

Оборудование: звуковой генератор, камертон, громкоговоритель.

Ход урока.

1. Вступление (учитель). На прошлых занятиях мы начали изучать мех. Волны, чтобы в дальнейшем познакомиться с Эл-маг. Волнами. Хотя они имеют разные названия, различную физическую природу, но описываются одними и теми же параметрами и уравнениями. Сегодня мы познакомимся с еще одним видом механических волн. Их название мы запишем после того, как вы ответите на следующий вопрос. У англичан есть сказка: «Черт поймал трех путников и согласился отпустить их, если они зададут ему невыполнимую задачу. Один попросил сделать растущее дерево золотым, другой – заставить реку потечь вспять. Черт справился с этими задачами. А третий свистнул и сказал: «Пришей к этому пуговицу!» - и черт был посрамлен».          Что такое свист?

Ученики: звук.( Записывается тема урока и формируется первый обсуждаемый вопрос - природа звука)

2. Природа звука (учитель). Мы живем в мире звуков, которые позволяют нам получать информацию о том, что происходит вокруг.

                        Пытаются шептать клочки афиш,

                        Пытается кричать железо крыш,

                        И в трубах петь пытается вода,

                        И так мычат бессильно провода...

Что же является причиной звука? Посмотрим опыты.                        

Опыт 1:        Демонстрируется звук, издаваемый камертоном.                        

Опыт 2:        Демонстрируется звук натянутой струны.

Причиной всех звуков являются колебания тел, хотя обычно такие колебания незаметны. А что является источником звука в наших опытах?

Да, колебания вилки камертона в первом случае и струны -  во втором. Источники звука бывают разные. Например, музыка звучит из радиоприемника благодаря колебаниям громкоговорителя, речь и пение обусловлены колебаниями голосовых связок. Итак, звук – это упругие волны, распространяющиеся в жидкостях, газах и твердых телах и воспринимаемые приемниками звука – ухом животного или человека или микрофоном. Раздел физики , в котором рассматриваются свойства звуковых волн закономерности их возбуждения, распространения и действия на препятствия,  называется акустикой. Звуковые волны в основном продольные,  скорость распространения звуковой волны зависит от свойств среды. Например, в воздухе скорость звука 330-340м/с. В твердых телах скорость намного больше.

3. Виды звука. Выясним, в каком диапазоне частот наше ухо воспринимает звук.  Опыт 3:    С помощью звукового генератора демонстрируется полоса звуковых частот.

Звуковые волны частотой 16-20 000 Гц воздействуют на органы слуха человека, вызывая слуховые ощущения. Они называются слышимым звуком. Звуковые волны частотой менее 16 Гц называются инфразвуком, а частотой более 20 000Гц – ультразвуком.

Звуки дают нам много информации об окружающем мире, особенно это важно для людей лишенных зрения.                          Пусть я вовсе не имею зренья,

                                                          Но имею больше – чувств живых простор:

                                                          Слухом и послушным вдохновеньем

                                                          Я соткала жизненный узор...

Звук можно не только услышать, но и увидеть в виде волны на осциллографе – это уже знакомая нам синусоида.

4. Какие же характеристики имеет звук?

- субъективные (громкость, высота или тон, тембр)

- объективные - физические характеристики (интенсивность, давление, состав)

Громкость звука – это амплитудная характеристика волны, за единицу громкости принят бел, в честь Александра Грэхема Бела, изобретателя телефона. На практике громкость измеряют в децибелах. 1 дБ = 0,1 Б

                    10 дБ – шепот

                    40 дБ – тихий разговор

                   100 дБ – шум мотора трактора на расстоянии 1 м

                   120 дБ – порог болевого ощущения

                   более 180 дБ может вызвать разрыв барабанной перепонки уха

Частотной характеристикой звука является тон. Частота колебаний характеризует высоту тона. Например, летящий комар издает звук высокого тона, а шмель низкого, так как частота колебаний крыльев комара намного выше, чем у шмеля  Высоту тона человеческого голоса делят на несколько диапазонов: Баритон(110-149Гц), тенор(130-520Гц), дискант(260-1000Гц), сопрано, колоратурное сопрано.

Еще одна важная характеристика звука – тембр. Это качество звука, которое придает индивидуальную окраску звучанию источника. Он зависит от состава звука. Нон, соответствующей наименьшей частоте в наборе частот данного звука, называется основным. Тоны более высоких кратных частот называют обертонами

По действию на наш слух все звуки делятся на музыкальные и шумы.  Звуки, издаваемые камертоном или другими гармоническими колеблющимися телами , называются музыкальными, напротив, тарахтение, удары, визг нас утомляют и раздражают. Еще древние заметили, что музыкальные звуки благотворно влияют на психику и здоровье человека, это действие используется в современной медицине.

5. Подведение итогов. Сегодня мы с вами познакомились с физической природой звука, его основными характеристиками . На следующих занятиях поговорим об определении скорости звука в разных средах, инфразвуке и их применении.

Запишите домашнее задание:  устно ответить на вопросы упр.      , при необходимости обратится к  материалу  параграфа         , выучить определения , записанные в тетрадь.  

В заключение хочу сказать, что физика – это наука о природе, о закономерностях наиболее общих форм движения материи.

                       Блажен тот, кто явственно узрел

                       Хотя бы скорлупу природы.

                                                                  И.-В.Гете