Цели урока:
- Обобщение материала;
- Расширение научного мировоззрения учащихся;
- Возбуждение интереса учащихся к установлению связей смежных предметов.
План урока:
- Организационный момент.
- Физика и биология
- Физика и ОБЖ
- Физика и медицина
- Физика и география
- Химия и ультразвук
- Физика и литература
- Проверочная работа
- Подведение итогов.
Мы живём в мире звуков. Мы слышим их всюду. Звуки для нас – источник разного рода информации об окружающем нас мире. Благодаря звуку мы можем общаться. Звуки по-разному воздействуют на человека: радуют и раздражают, успокаивают и придают силы, ласкают слух и пугают своей неожиданностью.
Нет необходимости говорить о том, насколько важен слух. Однако, к сожалению, существует множество причин, в результате которых этот великий дар природы утрачивается. Нужно делать всё возможное, чтобы сохранить этот дар.
Физика и биология
Как слышат уши?
Ухо представляет сложный звукоприёмный аппарат, работающий в чрезвычайно широком диапазоне частот и амплитуд.
Уши собирают звуковые волны из воздуха. Звуковые волны направляются через слуховой проход к барабанной перепонке и заставляют при этом вибрировать эту тонкую кожицу. Вибрации проходят через три крошечные косточки, превращаясь в электрические сигналы, идущие вдоль слухового нерва к головному мозгу, где они расшифровываются как звуки.
Решение задач.
Верхняя граница частоты колебаний, воспринимаемых ухом человека, для детей 22 кГц, для пожилых людей 10 кГц. Определите длины волн, соответствующие этим частотам. Скорость звука в воздухе 340 м/с.
Физика и ОБЖ
Опасность шумового загрязнения и как от него защититься
Шум – бессистемное сочетание большого количества звуков. Для измерения интенсивности зука в слуховом восприятии принята международная шкала громкости, разделённая на 13 бел, или 130 децибел. На практике громкость измеряют в децибелах (дБ)
- 10 дБ – шепот;
- 20-30 дБ – норма шума в жилых помещениях;
- 40 дБ – тихий разговор;
- 50 дБ – разговор средней громкости;
- 80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля;
- 100 дБ – громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5-7 метров;
- 130 дБ – порог болевого ощущения.
Порогом болевого ощущения называется интенсивность звука, вызывающего болевые ощущения.
Звук громкостью свыше 180 дБ может вызвать разрыв барабанной перепонки.
Какое количество и какого именно шума может выдержать человек, зависит от возраста. Любой шум достаточной интенсивности и длительности приводит к снижению слуховой чувствительности. Известны исследования изменений слуховой чувствительности молодёжи при частом прослушивании громкой музыки: у 20% из них слух притупляется в такой же степени, как у 85-летних стариков. Доказано отрицательное воздействие шума на нервную систему, артериальное давление, работу внутренних органов. Проблема борьбы с шумом актуальна, и её нужно постоянно решать.
Физика и медицина
Выстукивание, выслушивание.
Перкуссия (от лат. Pecussio, буквально – нанесение ударов, здесь простукивание) – выстукивание, метод врачебного исследования внутренних органов. Был внедрён и получил признание в медицине в начале XIX века.
Метод основан на том, что при постукивании по поверхности тела в лежащих под местом выстукивания органах возникают колебательные движения, вызывающие звуки определённой громкости, продолжительности, высоты и звучания. Так, например, лёгкие содержат воздух и дают громкий (ясный) звук; сердце, печень, мышцы, как плотные органы, дают тихий (тупой) звук и т.д.
Аускультация (лат. Auscultatio – выслушивание), один из основных методов исследование внутренних органов, заключается в выслушивании звуковых явлений, возникающих в них. Выслушивание сердца было впервые введено во II в. до н.э. греческим врачом Аретеем.
Хрипы в лёгких, журчание крови в сердце, урчание в кишечнике – неизменные признаки характера жизненных процессов.
При аускультации лёгких выслушивают дыхательные шумы, различные хрипы, характерные для определённых заболеваний.
По их изменению тонов сердца и появлению шумов судят о состоянии сердечной деятельности, о появлении заболеваний сердца и т.п. Артерии выслушивают при измерении кровяного давления.
Чтобы разобраться в этих шумах их нужно усилить. Эту задачу решили уже древние греки: изобрели стетоскоп – трубку с раструбом. Он “собирает” звук и концентрирует его в ухе врача. Только в нынешнем веке появился всем известный фонендоскоп. (5)
Физика и география
Измерение морских глубин.
В первые десятилетия нашего века учёные, которым хотелось изучить рельеф океанского дна, прибегали к помощи проволочного лота – грузика, опускаемого с корабля на тросе. Ведь свет был бессилен просверлить взглядом такую толщу воды…
И здесь на помощь исследователям неожиданно пришёл звук. Оказалось, что он распространяется в воде с довольно большой скоростью.
С помощью эхолотов, посылая сильные звуковые сигналы с борта корабля и регистрируя отраженную звуковую волну, учёные смогли в удивительно короткие сроки – за два-три десятилетия – составить подробные карты рельефа океанов и морей.
Выяснилось, в частности, что почти посередине всех океанов проходят громадные горные цепи. Эти цепи-хребты возвышаются на несколько километров над средним уровнем дна океана и иногда даже поднимаются над водой. Вероятно, не все жители Азорских островов в Атлантике знают, что они живут на самом деле не на островах, а на высоких вершинах Срединно-Атлантического хребта, проходящего по дну Атлантического океана между Америкой и Африкой. (1)
По карте учащиеся находят Азорские острова в Атлантике.
Огромная масса воды Ниагары низвергается с высоты в 50м и развивает при этом мощность примерно в 4 млн. лошадиных сил. На возбуждение акустических колебаний затрачивается менее 1% этой мощности. Шум Ниагары днём обычно слышен на расстоянии 1,6-2 км, ночью же дальность его слышимости может достигать 6-7 км.
На расстоянии 57 м от места дробления воды шум Ниагары составляет 87 Дб (звук сопоставим с работой двигателя автомобиля), у самого же места дробления он настолько оглушителен, что люди буквально не слышат друг друга.
Сколько времени идёт звук от Ниагары на расстояние слышимости?
После решения задачи учащиеся по карте находят Ниагарский водопад.
Задача. При обнаружении с помощью эхолота косяка рыбы было замечено, что моменты отправления и приёма звукового сигнала разделены промежутком времени 0,7 с. На каком расстоянии находился косяк рыбы, если скорость звука в воде 1400 м/с?
Химия и ультразвук.
Ультразвуку в современной химии принадлежит одно из важнейших мест. Исследования показали, что при ультразвуковом облучении частицы вещества приобретают такую активность, которая приводит к цепной реакции.
Изучая химические превращения, происходящие под воздействием ультразвука, ученые установили, что ультразвук может не только ускорять окисление различных химических соединений, но и в некоторых случаях оказывать прямо противоположное действие, то есть восстанавливать. Так, например, ультразвуком можно восстановить железо из его окислов и солей.
Под воздействием ультразвука значительно улучшается и ускоряется осаждение металлов и сплавов в гальванических и других электролитических процессах; осаждаемый металл приобретает мелкокристаллическую структуру, уменьшается пористость покрытия.
Известно, что некоторые жидкости или очень трудно или совсем невозможно смешать, поэтому их так называют несмешивающимися. К ним относятся вода и жир, вода и эфирные масла, вода и ртуть и многие другие. Но известно также, что в таких смесях, эмульсиях, нужда бывает велика. Барьер несмешиваемости помогает преодолеть ультразвук. Так получают эмульсии, которые применяются для охлаждения режущих инструментов при металлообработке, высококачественные краски, лаки и т.п. (10)
Физика и литература
В различных произведениях можно встретить описание звуковых явлений. Послушайте отрывок из произведения Н.А. Некрасова “Кому на Руси жить хорошо” и скажите, о каком явлении идёт речь, и объясните его.
Проснулось эхо гулкое
Пошло гулять-погуливать,
Пошло кричать-покрикивать,
Как будто подзадоривать
Упрямых мужиков.
“Царю!” - направо слышится,
Налево отзывается: “Попу! Попу! Попу!”
Весь лес переполошился.
С летающими птицами,
Зверями быстроногими,
И гадами ползущими,
И стон, и рёв. И гул!
Мычит корова глупая,
Пищат галчата малые,
Кричат ребята малые,
А эхо вторит всем.
Ему одна заботушка –
Честных людей поддразнивать,
Пугать ребят и баб!
Никто его не видывал,
А слышать всякий слыхивал.
Без тела – а живёт оно,
Без языка – кричит!..
Проверочная работа
I вариант
I. Звуковая волна:
А. поперечная
Б. продольная
В. электромагнитная
II. Инфразвуковые колебания – это механические колебания с частотой:
А. менее 20 Гц
Б. более 20000 Гц
В. От 20 до 20000 Гц
III. Громкость звука зависит от…
А. частоты колебаний
Б. амплитуды колебаний
В. скорости звука
IV. Амплитуда звуковых колебаний увеличилась в 5 раз. Как изменилась высота звука при неизменной частоте звуковых колебаний?
А. уменьшилась в 5 раз
Б. увеличилась в 5 раз
В. не изменилась
V. Вставьте пропущенные буквы
…кустика, инфр…звук, ч…стота, пр…дольная волна, к…мертон.
VI. Кто впервые изобрёл телефон:
А. Томас Эдисон
Б. Александр Белл
В. Александр Попов
VII. С помощью чего измерили глубину океанов:
А. грузика на тросе
Б. светового луча
В. ультразвука
VIII. В какой стране находится Ниагарский водопад:
А. США
Б.Канаде
В. Бразилии
II вариант
I. Звуковые волны могут распространяться:
А. только в твёрдых
Б. только в жидкостях
В. в любой среде
II. Ультразвуковые колебания – это механические колебания с частотой…
А. менее 20 Гц
Б. более 20000 Гц
В. От 20 до 20000 Гц
III. Высота звука зависит от…
А. частоты колебаний
Б. амплитуды колебаний
В. скорости звука
IV. Амплитуда звуковых колебаний увеличилась в 5 раз. Как изменилась громкость звука при неизменной частоте звуковых колебаний?
А. уменьшилась в 5 раз
Б. увеличилась в 5 раз
В. не изменилась
V. Вставьте пропущенные буквы
…кустика, инфр…звук, ч…стота, пр…дольная волна, к…мертон.
VI. Кто впервые изобрёл телефон:
А. Александр Белл
Б. Александр Попов
В. Томас Эдисон
VII. С помощью чего измерили глубину океанов:
А. грузика на тросе
Б. ультразвука
В. светового луча
VIII. В какой стране находится Ниагарский водопад:
А.Канаде
Б. Бразилии
В. США
Подведение итогов.
Все науки тесно связаны между собой.
Знания, полученные на одних уроках, мы применяем на других.
В этом мы убедились на сегодняшнем уроке.
Используемая литература.
- Марк Колтун. Мир физики. М: “Детская литература”, 1987г.
- Л.В.Тарасов. Физика в природе. М: “Просвещение”, 1988г.
- Я познаю мир (Физика). М: “АСТ”, 1999г.
- Я познаю мир (Изобретения). М: “АСТ”, 1999г.
- Я познаю мир (Мифология). М: “АСТ”, 1999г.
- Я познаю мир (Музыка). М: “АСТ”, 1999г.
- Ц.Б. Кац. Биофизика на уроках физики. М: “Просвещение”, 1988г.
- К.Ю. Богданов. Физик в гостях у биолога. М: “Наука”,1986г.
- Н.В. Гулина. Удивительная физика. М: “Издательство НЦ ЭНАС”, 2005
- И.Г. Хорбенко. Звук. Ультразвук. Инфразвук. М: “Знание”, 1986г.