Цели урока.
Образовательные:
- познакомить учащихся с понятием “ звук”;
- рассмотреть особенности их возникновения и распространения, характеристики
- звука, влияние шума на организм человека.
Развивающие:
- способствовать развитию умения распознавать звуки по громкости, тону, тембру;
- показать связь физики с музыкой, литературой, медициной;
- познакомить с новыми приборами и их назначением.
Воспитательные:
- способствовать формированию у учащихся активной жизненной позиции. Умения отстаивать своё мнение, ценить прекрасное, разбираться в музыке;
- способствовать воспитанию чувства патриотизма, любви к своему селу, к Родине.
Эпиграф:
Труднее создавать тишину, чем создавать звук. П.Л. Капица
Тип урока: изучение нового материала.
ХОД УРОКА
I. Организационный этап
Звучит музыка
“Могущество и сила государства на прямую зависит от того какая музыка в нём звучит”. Платон
Учитель физики. Здравствуйте, ребята! Сегодня тема нашего урока звучит: “Звук”. На уроке мы с вами рассмотрим, что такое звук и его характеристики и, конечно выясним, как же звук действует на организм человека. Этот урок поможет вам взглянуть по новому на свои увлечения, раскроет некоторые тайны звуков, окружающих вас.
Волшебный мир звуков
Как хорошо, что мне дано судьбою
Услышать голос мамы, шум прибоя,
И трели соловьиной перелив,
И музыки чарующей мотив.
И можно мне на миг остановиться
И, тишиной природы насладиться.
Но в этой тишине услышу я:
Шуршание листвы, простой напев дождя.
Пусть эхо многократно повторит,
Что каждый здесь судьбу благословит!
II. Актуализация зниний
Учитель: Наша жизнь – это крепкая цепь событий, предметов, явлений. Исключить какое – либо звено из этой цепи, (например, музыку, поэзию или физику) – значит нарушить гармонию мира, его целостность.
Звуковые волны окружают человека и являются одним из главнейших источников информации об окружающем мире. Благодаря им мы можем разговаривать друг с другом, наслаждаться музыкой. Человеческая речь – явление уникальное, аналогов ее в животном мире пока не обнаружено.
О том, как рождаются звуки, и что они собой представляют, люди начали догадываться давно. Звуки начали изучать давно. Первые исследования проведены в VI веке до нашей эры. Но никто не знает, каким образом наши предки научились говорить, то есть общаться посредством звуков. Существует много разных теорий, пытающихся объяснить это.
Скорее всего, разговорная речь появилась потому, что наши предки всегда были окружены разнообразными звуками. Ощущение глухоты, возникающее, например, при длительном пребывании в абсолютно изолированной от звуков и шумов камере (сурдокамере), вызывает тягостное состояние и можно сойти с ума.
Восприятие звуков играет огромную роль в жизни человека. Их значение не ограничивается только той информацией, которую они дают об окружающем мире и через слово. Всякие ощущения, в том числе и ощущение звука, имеют еще эмоциональный тон, влияющий на настроение и, следовательно, жизнедеятельность человека.
С этой точки зрения одни звуки считают неприятными, а другие приятными, или “музыкальными”.
- Одни считают оперу совершенно не музыкальной, а другие видят в ней предел совершенства.
- Звуки электричек и поездов являются шумом для большинства людей, а для железнодорожников – это “музыка”.
- Крик новорожденного ребенка для любящих родителей – “музыка”, а для других это просто шум.
Люди с богатым воображением любят вслушиваться и находить значение и в природных звуках.
Учитель: Посмотрите на гитару. Источник звука один, а звук каждая струна издаёт особый. У пианино каждая струна издаёт свой звук, непохожий на другой. Две одинаковые гитары, а звучат по-разному. Мы никогда не спутаем с вами звук трубы со звуком баяна. Прослушайте звуки, назовите мне инструменты.
Запись звучания музыкальных инструментов.
Дети. Орган, пианино, гитара, ударные, колокольчик.
- Можно ли утверждать , что любое звучащее тело совершает колебания? (Да)
- Звучит ли любое колеблющееся тело? (Нет)
А теперь это подтвердим на опыте.
Исследователь 1:
- На штативе на нитке висит бусинка. При ударе по камертону резиновым молотком, образуются звуковые волны. Мы видим, что бусинка на нитке приходит в движение. Это доказывает, что звуковые волны есть возмущение среды, в данном случае, воздуха.
Колебания бусинки. Слышим?
Вопросы классу: Зачем устанавливают камертон на деревянный ящик? (Ящик камертона является усилителем колебаний или резонатором. При правильно подобранных размерах ящика, амплитуда вынужденных колебаний воздуха возрастает и звук усиливается)
- Какую роль играет корпус гитары с отверстием? (Роль усилителя)
Нечто подобное происходит в таких музыкальных инструментах как гитара, скрипка, контрабас. Громкими они становятся благодаря наличию у них корпуса определённой формы с отверстием, через которое могут выходить звуковые волны.
- Почему когда человек прислушивается, то открывает рот? (Рот усиливает звук)
Учитель физики. Действительно, звуки отличаются друг от друга. Голос своей мамы мы узнаем из тысячи голосов.
Можно даже сказать, что потребность жить в мире звуков — это наследственно закрепленный признак человека. Ему очень трудно жить в абсолютной тишине. Не случайно, как отмечают космонавты, испытание тишиной в сурдокамерах труднее переносить, чем разные экспериментальные нагрузки.
Звук – это упругие механические волны, вызывающие у человека слуховые ощущения, в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц.
Человеческое ухо воспринимает от 16 до 20000 колебаний в секунду. Верхняя граница с возрастом изменяется: чем старше человек, тем меньше колебаний способно воспринимать его ухо. Максимальное количество колебаний, которое может воспринимать ухо человека в 35 лет, составляет 15000, а в 50 лет – даже 13000.
Вопросы классу: Любые ли колебания мы слышим?
Человеческое ухо способно воспринимать упругие волны, частоты которых лежат в диапазоне от 16 до 20000 Гц.
У каждого человека свой диапазон воспринимаемых частот (иные не слышат стрекотания кузнечиков).
С возрастом из-за потери эластичности барабанной перепонки верхняя граница слышимости снижается до 12-14 кГц.
Опыт со звонком. В колокол помещают электрический звонок. Включают. Слышен звук. Начинают выкачивать воздух. По мере разряжения воздуха громкость становится меньше, пока совсем не становится не слышной.
Вопросы классу:
- Что доказывает опыт?
- В каких средах может распространяться звук?
Скорость звука в воздухе впервые была измерена в 1636 году французом М. Мерсенном.
При 0°С скорость звука в воздухе равна 331 м/с;
- в кислороде - 316 м/с;
- в гелии - 965 м/с;
- в водороде - 1284 м/с.
Скорость звука зависит от массы молекулы вещества и его температуры.
Вопрос классу: И так, скорость звука в воде больше, чем в воздухе. А какой она будет в твёрдых телах по сравнению с водой? (Больше)
Учитель: С увеличением плотности среды, скорость звука увеличивается. Например, в стали при 15°С она равна 4980 м/с?
Вопрос классу: А как проводит земля звук? (Хорошо)
Учитель: Благодаря хорошей проводимости земли работают сейсмические станции, Дмитрий Донской перед Куликовской битвой, приложив ухо к земле, услышал топот копыт татаро-монгольской конницы, когда она ещё не была видна.
Звук вызывает у человека различные слуховые ощущения.
Учитель:
Для описания звуков введём характеристики звука.
1. Громкость.
Мы знаем, что звук бывает громким и тихим. И различные песни звучат громко, призывно или тихо, лирично.
Громкостью звука - называется амплитуда колебаний звуковой волны.
Громкость зависит не только от звуковой волны, но и от чувствительности уха. Единицу громкости называют белом (Б) в честь физика Генриха Бела. Однако на практике пользуются дольной единицей – децибелом (дБ). Следует иметь в виду, что громкие звуки далеко не безвредны для нашего организма.
2. Высота звука зависит от его частоты: чем больше частота звука, тем звук выше. Высота звука - качество звука.
3. Тембр звука - это окраска звука, зависящая от его источника.
Сегодня у нас необычный урок. Каждый из нас яв-ся в своем роде представителем одной из профессий: физик, врач, музыкант, инженер, биолог.
Каждый из Вас сегодня постарается ответить на вопрос “Полезен ли звук? Почему?”.
Проблемный вопрос: Чем можно объяснить тот факт, что человек может слышать звуки только в определенном диапазоне (20-20000 Гц)?
Ответ уч-ся: В действии органов слуха большую роль играет резонанс. Основная мембрана, натянутая вдоль улитки - внутреннего уха, состоит из множества эластичных волокон, общее число которых достигает 24000, у основания улитки они короткие (0,04 мм), тонкие и натянутые, а у вершины длинные (до 0, 5 мм), более толстые и менее натянутые. Попавшие в ухо звуковые волны вызывают вынужденные колебания жидкости, заполняющей внутреннее ухо. И вследствие явления резонанса – дрожание волоконец определенной длины. Чем выше звук, тем более короткие волоконца резонируют с ним; чем сильнее звук, тем больше размах колебаний волоконец. Именно этим и объясняется способность человека воспринимать звуки. У человека диапазон воспринимаемых частот лежит в полосе от 16 Гц до 20 кГц. В то время как у кошки диапазон гораздо шире: от 60 Гц до 60 кГц. Довольно широка полоса слышимости у птиц, черепахи, лягушки, кузнечика. Чрезвычайно “тонким слухом” обладают ночные хищники.
Ответ на проблемный вопрос: На основании наблюдений и экспериментальных данных можно сделать вывод, что отличия в восприятии звуков разными животными и человеком связаны, прежде всего, с адаптацией организмов в процессе эволюции к определенной среде обитания.
Учитель: Человеческое ухо – уникальный по чувствительности слуховой прибор. Остается загадкой высокая чувствительность уха, ведь человек легко улавливает на слух шорох, звуковое давление которого на барабанную перепонку в 30 миллиардов раз меньше атмосферного давления. Ученые подсчитали, что при таком перепаде давления барабанная перепонка смещается на расстояния, меньшие, чем размер атома.
Кроме того, ученым не до конца понятно, каким образом механические колебания улитки преобразуются в нервные импульсы, которые мозг воспринимает как звук.
Как знать, может быть, вам или вашим сверстникам удастся разгадать эти загадки природы.
Рассмотрим действие звука на человека и вытекающие отсюда проблемы.
Учитель. В среднем активный человек вовлечен в речевое общение примерно 10-11 ч в сутки, из них 75% времени он слушает и говорит и только 25% времени читает, пишет, работает на компьютере. Вот как велика “звуковая нагрузка” на человека.
Кажется, однозначно можно сделать вывод: звук полезен! Однако звуки не всегда играют полезную роль. С развитием техники человек стал обитать, можно сказать, в новом мире шумов. Поток автомашин, громкоговорители на железнодорожных станциях, соседство с городом аэропорта, радио- и видеотехника, холодильные камеры — вот слагаемые современного шума. Если шорох травы, шум дождя, пение
Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий окружающей среды. В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение.
Вопрос: И какую же музыку вы рекомендуете к прослушиванию?
Ответ уч-ся: Лучшая музыка для уха-классика. Влиянием музыки на состояние здоровья человека люди интересовались с древних времен. Тогда же выявили и самый действенный с точки зрения лечебного эффекта компонент музыки (он же и самый старый) - ритм.
Сегодня музыкальная терапия используется для уменьшения боли, страха, напряжения, повышения тонуса организма, лечения депрессии, для медицинской реабилитации и для сопровождения физических занятий.
Во время концерта Пола Макартни в Венеции в 1979 году от рёва динамиков рухнул деревянный мост, во время выступления ансамбля Пинк Флойд в Шотландии начал разрушаться каменный мост. Когда тот же ансамбль давал концерт на природе, в близлежащем озере сдохла вся рыба. А фестиваль панк-групп в Нидерландах тамошняя сейсмическая служба приняла за землетрясение.
- Что уж говорить об организме человека?
Еще в 60-е годы были проведены исследования влияния акустических колебаний на физиологию растений. Оказалось, что органная музыка Баха не вредит растению, а как бы позволяет сохранить свою “осанку”. В то время как бурная музыка рок-н-ролла может убить растение. Непрерывный многодневный грохот бульдозера вызывает линьку перьев у водоплавающих птиц, при действии шума снижаются надои молока и привес. У зверьков: лисы, песца, норки начинаются преждевременные роды. Сильный шум доводит зверьков до такого исступления, что они убивают своих детенышей.
Восприятие мелодичной музыки вызывает у человека замедление дыхания, учащение пульса, благоприятно влияет на сон. Дисгармоническая музыка приводит к эффектам противоположного характера. Убаюкивание успокаивает младенца, грубые слова, наоборот, расстраивают его.
Запись музыки - классика и рок. (Прослушивание музыки, Чайковский и рок)
Вопрос: Почему именно классика? Я понимаю, что классика должна оказывать весьма благотворное влияние, но душа к ней не очень-то лежит. У каждого есть своя музыка - кто-то на ней вырос, кто-то просто услышал и, неизвестно почему, но она понравилась, затронула струны души.
Учитель:
В Китае более двух тысяч лет назад богохульников подвергали непрерывному воздействию звуков флейт, барабанов и крикунов, пока те не падали замертво. А в России Была “ казнь под колоколом”
Вопрос: В чем причина такого эффекта?
Звуки – шумы определенного диапазона (2-3 кГц) и большой мощности вредны для людей, как ослепительный свет. Исследования показали, что если шум по своему энергетическому балансу мощнее иммунных сил клетки или группы клеток, то он может явиться как раз тем самым раздражителем, который нарушает структуру и обмен веществ в клетке. Например, при прослушивании рока слушатели погружаются в мощный звуковой поток, лишаясь способности правильно ориентироваться, принимать самостоятельные решения. Бывали случаи, когда переизбыток высоких или низких частот приводил к травмам мозга, а то и к смерти слушателей. Нередки случаи так называемых “звуковых ожогов” – потери слуха и памяти
Учитель: Каждый день миллионы людей подвергаются шумовому воздействию, которое эксперты определяют как “раздражающее слух и вредное для здоровья”. И действительно, независимо от того, живете ли вы в большом городе или небольшом поселке, вы можете попасть в 87% людей, которые со временем рискуют потерять часть слуха. Исследования также показывают, что 10% россиян имеют те или иные проблемы со слухом.
Недавние исследования ученых показали, что снижение слуха у жителей планеты происходит такими темпами, что в скором будущем этот недуг может оказаться настоящим бедствием.
Учитель: Особую опасность представляют плееры и дискотеки для подростков. Скандинавские учёные пришли к выводу, что каждый пятый подросток плохо слышит, хотя и не всегда об этом догадывается. Причина – злоупотребление переносными плеерами и долгое пребывание на дискотеках. Обычно уровень шума на дискотеке составляет 80–100 дБ, что сравнимо с уровнем шума интенсивного уличного движения или взлетающего в 100 м турбореактивного самолёта. Громкость звука плеера составляет 100–114 дБ. Почти так же оглушительно работает отбойный молоток. Правда, для рабочих в таких ситуациях предусмотрена шумовая защита.
Здоровые барабанные перепонки без ущерба могут переносить громкость плеера в 110 дБ максимум в течение 1,5 мин. Французские учёные отмечают, что нарушения слуха в наш век активно распространяются среди молодых людей; с возрастом они, скорее всего, будут вынуждены пользоваться слуховыми аппаратами. Даже низкий уровень громкости мешает концентрации внимания во время умственной работы. Музыка, пусть даже совсем тихая, снижает внимание – это следует учитывать при выполнении домашней работы. Когда звук нарастает, организм производит много гормонов стресса, например, адреналин. При этом сужаются кровеносные сосуды, замедляется работа кишечника. В дальнейшем всё это может привести к нарушениям работы сердца и кровообращения.
Ухудшение слуха из-за шума относится к неизлечимым заболеваниям. Восстановить поврежденный нерв хирургическим путем практически невозможно
Вопрос: Как же можно бороться с шумом?
Ответ уч-ся: Существуют методы борьбы с шумом: хороши зелёные насаждения и шумозащитные экраны для защиты малоэтажной застройки; для защиты индивидуальных квартир применяют стеклопакеты. Сегодня промышленность предлагает специальные звукопоглощающие покрытия. Они обладают большим внутренним трением и большую часть механической энергии колебаний переводят в тепло. В США разработан металлический сплав, который поглощает шум, как губка впитывает воду. Происходит преобразование звуковой энергии в тепло (чем громче шум у соседей, тем теплее становится отделяющая от них стена квартиры).
Шумящий компьютер вреден для здоровья. Производители домашних и офисных ПК поняли важность снижения шумности техники В частности, максимально допустимый скорректированный уровень шума настольных систем при полной загрузке процессора не должен превышать 35 дБ(А).. Согласно официальным медицинским исследованиям снижение уровня шума в рабочих помещениях позволяет увеличить производительность труда, в среднем, на 9% и сократить потери рабочего времени в связи с заболеваниями сотрудников на 37%.
Учитель:
В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека, но и абсолютная тишина пугает и угнетает его. Так, сотрудники одного конструкторского бюро, имевшего прекрасную звукоизоляцию, уже через неделю стали жаловаться на невозможность работы в условиях гнетущей тишины. Они нервничали, теряли работоспособность. И, наоборот, ученые установили, что звуки определенной силы стимулируют процесс мышления, в особенности процесс счета.
Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Организм человека против шума практически беззащитен.
Практическое задание. “Определение остроты слуха”.
Первый уч-ся закрывает глаза, руки свободно лежат на парте. Второй уч-ся приближает часы или секундомер к уху испытуемого. Как только последний услышит тиканье часов начинает пальцем правой руки отбивает ритм “тиканье”. Затем измерить расстояние между часами и ухом, и записать данные в тетрадь. Сделать несколько замеров и рассчитать среднее значение.
Проанализируйте результаты: Обычно здоровые люди с нормальным слухом способны слышать тиканье часов на расстояние 10-15 см.
Следует задуматься над возможными причинами ухудшения слуха.
Учитель: А тем сделаем выводы:
- Звук – это упругие механические волны, вызывающие у человека слуховые ощущения, в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц.
- Звук может распространяться в твердых, жидких и газообразных телах.
- Характеристики звука: громкость, высота и тембр.
- Звуки не всегда играют полезную роль.
- Чрезмерный звук опасен для здоровья!
III. Итоги урока
Дом. задание: § 37-39, упр.32 (1, 2).
Важно помнить, что во всем нужна мера.
Наш урок я предлагаю закончить песней, в которой и тон, и тембр, и звук, соответствуют нашему настроению, нашим взаимоотношениям и где упоминаются звуковые явления. (Изгиб гитары жёлтой)