Цель урока: Дать понятие о звуковых колебаниях ,высоты и тембра звука, громкости звука.
Задачи.
- Рассмотреть особенности распространения звуковых колебаний, изучить физические характеристики звука.
- Развивать у учащихся умение работы с дополнительной литературой и с учебником, умение делать самоанализ и анализ работы товарищей, умение делать выводы на уроке по полученной информации и систематизировать эту информацию, развивать творческие способности учащихся.
- Воспитывать правильное восприятие окружающего мира и влияние человека на окружающую среду, умение организованно работать на уроке.
План урока.
- Организационный этап.
- Опрос или проверка домашнего задания.
- Новый материал с сообщениями учащихся и демонстрациями.
- Проверка усвоения знаний. Подведение итогов.
- Закрепление нового материала – решение задач по данной теме.
- Информация о домашнем задании.
Оборудование:
- Звуковой генератор, камертоны, линейка.
Фронтальный опрос.
- Что представляет собой волновой процесс?
- Какие бывают волны и в чем их принципиальное отличие друг от друга?
- От чего зависит энергия волны?
- От чего зависит частота волны и ее длина?
- Какова зависимость скорости волны от ее длины и частоты?
- Что представляет собой сферическая или шаровая волна?
- Характер образующихся волн в газообразных, жидких и твердых телах.
Новый материал.
Учитель. Опыт из учебника с линейкой.
Линейка сжимает прилегающий к одной из сторон слой воздуха и одновременно создает разряжение с другой стороны. Эти сжатия и разряжения чередуются во времени и распространяются в обе стороны в виде упругой продольной волны, которая достигает нашего уха и вызывает в близи него периодические колебания давления, которые воздействуют на слуховой аппарат.
Человеческое ухо воспринимает упругие волны с частотой примерно от 16 до 20000 Гц, частоты данного диапазона называют звуковыми.
Демонстрация с помощью звукового генератора всего диапазона звуковых колебаний.
Устройство слухового аппарата человека (ухо) рассказывает учащийся с демонстрацией рисунка 1.
Устройство голосового аппарата человека, рассказывает учащийся, используя рисунок 2.
Учитель.
Животные в качестве звука воспринимают волны иных частот. (Рисунок 3)
Сообщение ученика о голосах в живом мире, голосовые аппараты птиц, млекопитающих, лягушки, насекомых, рыб.
Учениками были записаны на мобильные телефоны и продемонстрированы голоса птиц, звучание насекомых, кваканье лягушек.
1. Зависимость высоты звука от частоты колебания.
Самый низкий из слышимых человеком музыкальных звуков имеет частоту 16 колебаний в секунду. Он извлекается органом. Но применяется не часто - очень басовит. Разобрать и понять его трудно. Зато 27 колебаний в секунду-тон вполне ясный для уха, хоть тоже редкий. Услышать его можно, нажав крайнюю левую клавишу рояля.(звуки встречающиеся в рассказе воспроизводится на компьютере). Абсолютный “нижний” рекорд мужского баса, поставленный в ХУIII веке певцом Каспаром Феспером - 44 колебания в секунду. 80 колебаний в секунду - обычная нижняя нота хорошего баса и многих инструментов. Удвоив число колебаний (повысив звук на октаву), приходим к тону, доступному виолончелям, альтам. Здесь отлично чувствуют себя и басы, и баритоны, и тенора, и женские контральто. А еще октава вверх - и мы попадаем в тот участок диапазона, где работают почти все голоса и музыкальные инструменты. Недаром именно в этом районе акустика закрепила всеобщий эталон высоты тона: 440 колебаний в секунду (“ля’ первой октавы). Вплоть до 1000-1200 колебаний в секунду звуковой диапазон полон музыкой. Эти звуки - самые слышные. Выше следуют менее населенные “этажи”. Легко взбираются на них лишь скрипки, флейты, орган, рояль, арфа. И полновластными хозяйками выступают звонкие сопрано. Вершины женского голоса забрались еще дальше. В ХVIII веке Моцарт восхищался певицей Лукрецией Аджуяри, которая брала “до” четвертой октавы - 2018 колебаний в секунду. Француженка Мадо Робен (умершая в 1960 году) пела полным голосом “ре” четвертой октавы - 2300 колебаний в секунду.
Существуют особые источники звука, испускающие единственную частоту, так называемый чистый тон. Это камертоны различных размеров простые устройства, представляющие собой изогнутые металлические стержни на ножках. Чем больше размеры камертонов, тем ниже звук, который он испускает при ударе по нему.
Демонстрация камертонов и опыты с ними. (Рисунок 4)
2. Громкость звука.
Звуки даже одного тона могут быть разной громкости. Эта характеристика звука связана с энергией колебаний в источнике и в волне. Энергия колебаний определяется амплитудой колебаний Громкость, следовательно, зависит от амплитуды колебаний. Но связь между громкостью и амплитудой не простая.
О звуках вообще нельзя сказать, что один из них в два, в три, а тем более в миллионы или в миллиарды раз громче другого. О звуках различной громкости говорят, что одни громче другого не во столько-то раз, а на столько-то единиц. Единица громкости называется децибелом (дБ).
Например, громкость звука шороха листьев оценивается 10 дБ, шепота-20 дБ, уличного шума-70 дБ. Шум громкостью 130 дБ ощущается кожей и вызывает ощущение боли. О громкости уличного шума, например, можно сказать, что она на 60 дБ больше громкости шороха листьев.
Учитель.
Какие же выводы можно сделать по изложенному материалу, из услышанных сообщений и из увиденных опытов?Выводы:
- Колебания с частотой от16 до 20000 Гц создают в окружающей среде звуковую волну.
- Высота звука зависит от частоты колебания.
- Громкость звука зависит от амплитуды колебания.
Закрепление материала в виде решения задач.
- Почему, изменяя натяжение струны, можно изменить высоту тона музыкального инструмента?
- Стук получается более громким, если стучать не в стену, а в дверь с одинаковой силой. Почему это происходит?
- Имеются камертоны на 50, 126 и 440 Гц. Найти периоды колебаний каждого из них.
Домашнее задание.
- Параграф 34-36, ответить на вопросы к параграфу. Упр. 30 задачи 1, 2.