Тема урока "Звуковые волны"

Разделы: Физика


Цели урока:

  • познакомиться с природой звука, источниками звука;
  • с основными характеристиками звука;
  • рассмотреть особенности звуковых волн (субъективные и объективные характеристики);
  • выяснить, как распространяются звуковые волны в различных средах;
  • применение звука.

Оборудование: камертон, металлическая линейка, компьютер.

Ход урока

I. Приветствие.

Здравствуйте, ребята! Сегодня на нашем уроке присутствуют гости,

Давайте поприветствуем их. Садитесь.

II. Повторение.

На предыдущем уроках мы свами изучали тему: “Механические колебания” и приступили к изучению темы: “Механические волны”.

Рассмотрели понятия: волна, упругие волны, необходимое условие возникновения волны, выяснили разницу между продольной и поперечной волной, а также изучили важнейшие характеристики любой волны. Для того, чтобы нам двигаться с вами дальше по волнам нашей памяти, мне необходимо посмотреть, как вы усвоили предыдущий материал. (Слайды 1-7). Презентация

Я приглашаю к доске 3-х учеников:

- с 1 ряда;

- со 2 ряда;

- с 3 ряда.

Первый человек формулу для расчёта периода колебаний, второй человек формулу для расчёта длины волны, а третий-формулу для расчёта скорости волны, выражающую связь с частотой. Для этого на кафедре имеются карточки с физическими величинами и знаками действий. В это время каждый ряд следит за составлением формулы товарищем.

- Давайте проверим. Хорошо. Садитесь.

Следующее задание: я проговариваю определение, а вы должны одним словом ответить, о чём идёт речь.

Итак, для первого ряда:

- Колебания, при которых координата колеблющегося тела с течением времени меняется по закону sin (или cos) называется… (Гармоническими)

Для второго ряда:

- Колебания, происходящие за счёт внутренних системы после того, как система выведена из положения равновесия, называются… (Вынужденными).

Для третьего ряда:

- Возмущения, распространяющиеся в пространстве с течением времени, называются… (Волнами).

Я благодарю Вас, вы повторили понятия, формулы, изученные нами на прошлых уроках.

Ребята, а каким словом, каким определением мы закончили повторение?

(Словом “волна”)

Сегодня на уроке мы познакомимся ещё с одним видом волн, но сначала, хочу попросить вас проделать за мной следующие манипуляции. Мы сейчас пропоём с вами несколько звуков. Повторяйте за мной: (Слайд 8)

Ребята!- А что мы сейчас с вами делали? (Пели)

- А что издавало наше горло? (Звуки)

- Как вы думаете, о каких видах волн должна пойти речь на сегодняшнем уроке? (О звуковых волнах)

Верно! Откройте, пожалуйста, свои тетради и запишите тему урока: “ Звуковые волны”.

На доске вы видите план нашего урока. (Слайд 9)

1. Источники звука, характеристики звука.

2. Особенности звуковых волн.

3. Звук в различных средах.

4. Применение звука.

А эпиграфом к уроку я взяла следующие слова. (Слайд 10)

“Откуда звуки возникают,
Что слух повсюду нам ласкают.
Пора задуматься всерьёз.
В грозу мы слышим рокот грома,
Вот шум прибоя, плеск волны,
Другие звуки нам знакомы…”.

- Так, что же такое звук?

(Упругие волны, вызывающие у человека слуховые ощущения, называются звуковыми волнами или звуком). (Слайд 11)

Итак, у вас на партах имеется опорный конспект. Возьмите его и внимательно посмотрите. Этот конспект представлен в виде круговой диаграммы, и первое, что мы сейчас выясним - это какие бывают источники звука.

Давайте с помощью металлической линейки попробуем изобразить звук. Меняя длину, мы меняем звучание. Как вы думаете, почему линейка звучит? (Отклоняя линейку, происходит сжатие среды, отпускаем -разряжение. Периодические сжатия и разряжения в виде волны доходят до нашего уха, и мы слышим звук). (Слайды 12-17)

Ухо — естественный приёмник звуковой волны.

Ухо — сложный вестибулярно-слуховой орган, который выполняет две функции: воспринимает звуковые импульсы и отвечает за положение тела в пространстве и способность удерживать равновесие.

Ухо человека воспринимает звуковые волны длиной примерно от 20,625 м до 1,65 см, что соответствует 16–20 000 Гц (колебаний в секунду).

С возрастом чувствительность человеческого уха к высокочастотным звукам постепенно падает.

А сейчас я продемонстрирую вам звук с помощью прибора, который называется камертон. Камертон, в переводе, означает чистый тон”, тон одной частоты, он создаёт звуковую волну. Вилки камертона укреплены на резонаторном ящике, он служит для усиления звука. Более подробно о камертоне мы поговорим на следующем уроке, а сейчас мы просто слушаем звучание.

Вилки камертона при звучании создают колебания, мы их не видим, но чётко слышим. Итак, давайте, перечислим источники звука и впишем их в опорный конспект.

Отвечают дети:

- гитара;

- камертон;

- линейка;

- пение;

- речь;

- музыка из компьютера. (Слайд 18)

Достаточно! Хорошо!

А теперь найдите сектор “Характеристика волн”. На прошлых уроках мы с вами изучали, а сегодня повторили, что любая волна характеризуется такими величинами как. (Слайд 19–20)

И хочу обратить ваше внимание на диаграмму частот. Что вы видите на этой диаграмме?

(Ответ детей: интервал частот от 16 до 20000 Гц - слышимый звук).

Правильно! Ребята, частота меньше 16Гц называется инфразвуком, и к следующему уроку я попрошу подготовить доклад по данной теме. Частота 20000 Гц - ультразвук. И тоже подготовить доклад по данной теме. На сегодняшнем уроке мы поговорим о слышимом звуке. Звуки переносят энергию, которая, как и другие виды энергии может использоваться человеком. Но главное - это огромный диапазон выразительных средств, которыми обладают речь и музыка. (Слайд 21 -25) Ещё с древних времён звуки служили людям средством связи и общения друг с другом, средством познания мира и овладения тайнами природы. Звуки - наши неизменные спутники. Они по-разному действуют на человека: радуют и раздражают, умиротворяют и придают силы, ласкают слух и пугают своей неожиданностью.

Классификации источников звука. (Слайд 27-28)

По происхождению (естественные и искусственные).

По закону колебаний (периодические, импульсивные, гармонические, негармонические).

Запишем в тетрадь следующее определение:

Раздел физики, в котором рассматриваются свойства звуковых волн, закономерности их возбуждения, распространения и действия на препятствия, называется акустикой. (Слайд 29)

Какими же особенностями обладают звуковые волны? Давайте зачитаем вслух. (Идёт работа с опорными конспектами по выявлению объективных и субъективных характеристик звука).

Рассматривать объективные характеристики звука мы не будем, т.к. этот материал выходит за рамки школьного курса.

Субъективные характеристики:

1. Громкость звука. (Читают определение в учебнике С.В.Громов на стр.131).

- А что называется амплитудой колебаний? (Ответ учащихся)

Громкость измеряется в белах (в честь Александра Грэхема Белла). (Слайд 30)

На практике громкость измеряется в децибелах. 1дБ=0,1Б.

Посмотрите, пожалуйста, на слайд 30. Вы видите, что громкость равная:

  • 10дБ - шелест листьев;
  • 20-30дБ - тиканье часов;
  • 40 дБ - разговор средней громкости;
  • 80 дБ - шум двигателя автомобиля;
  • 120 дБ - шум трактора;
  • 130 дБ - порог болевого ощущения;
  • 1000 дБ - самолёт на старте.
  • При 130дБ - возникает порог болевого ощущения.

- Порогом болевого ощущения называется интенсивность звука, вызывающего болевые ощущения.

Он практически не зависит от частоты и составляет приблизительно 1Вт/м2

Звук громкостью свыше 180дБ может вызвать разрыв барабанной перепонки.

- А вот порогом слышимости называется наименьшая интенсивность звуковой волны, которая может быть воспринята органом слуха.

(Слайд 32)

При частоте 1кГц порог слышимости составляет 10 Вт/м2.

Следующая характеристика, это высота звука, тон, обертон, тембр.

(Дети читают определение по диаграмме опорного конспекта).

Звуки человеческого голоса делят на несколько диапазонов. (Слайд 33-35)

  • Бас - 80-350 Гц

(Англ. певец Норман Аллин брал частоту 44 Гц)

  • Баритон - 110-149 Гц

(Высоцкий В.)

  • Тенор - 130-520 Гц

(И.С. Козловский)

  • Дискант - 260-1000 Гц

(Р.Лоретти)

  • Сопрано - 260-1050 Гц

(Г.П.Вишневская)

  • Колоратурное сопрано до 1400 Гц

(Француженка Мадо Робен брала “ре” четвёртой октавы - 2300Гц, это сравнимо с голосом Витаса).

Следующий сектор нашей диаграммы “Звук в различных средах”.

- Как вы думаете: зависит ли скорость распространения звуковой волны от свойства среды? (Да)

- К сегодняшнему уроку я просила подготовить краткие сообщения.

(Выступления учащихся). Спасибо!

И последний сектор “ Применение звука”.

Давайте посмотрим, где же звук нашёл своё применение! (Слайд 36-39)

И это перечислена лишь небольшая часть, где звук нашёл своё применение!

По действию, производимому на нас, все звуки делятся на музыкальные и шумы.

Шумами называется набор колебаний различной частоты.

Ещё древние заметили, что музыкальные звуки благотворно действуют на психику человека и использовали их для лечения.

Вначале урока мы с вами пропели несколько звуков. (Слайд 40)

Я хочу, чтобы вы знали:

  • Звук Н - активизирует творческие процессы и творческие способности:
  • Звуки А и О - приводят в действие весь организм, дают команду всем клеточкам настроится на работу;
  • Звук И - прочищает нос, лечит горло.

Итак, сегодня мы познакомились на уроке с физической природой звука, его основными характеристиками, с музыкальными звуками и шумами, с тем как распространяется звук в различных средах, с объективными и субъективными причинами звука.

А сейчас для закрепления полученных знаний давайте поиграем с вами в игру.

I ряд - первая команда;

II ряд - вторая команда;

III ряд - третья команда.

Вы должны отвечать только “да” или “нет”. Игра называется “Веришь - не веришь”. (Слайд 42)

  • Верите ли вы, что астронавты пели песни на Луне, сняв скафандры? (Нет)
  • Верите ли вы, что комар быстрее машет крылышками, чем шмель? (Нет)
  • Верите ли вы, что источником звука являются колеблющиеся тела? (Нет)
  • Верите ли вы, что время, за которое совершается одно полное колебание, называется частотой? (Нет)
  • Верите ли вы, что голосовые связки человека, поющего басом, колеблются с меньшей частотой, чем у человека, поющего тенором? (Да)
  • Услышите ли вы звук гитары, если убрать корпус? (Нет)

III. Подведение итогов урока. Наш урок мне хочется закончить словами Альберта Энштейна “День, в который вы ничего не узнали, - это потерянный день . Нам так много надо узнать - у нас так мало времени”. (Слайд 43)

  • Выставление оценок.
  • В заключение урока предлагаю послушать запись “Шум прибоя”.

(Слайд 45)

Это небольшой сеанс релаксации, для того, чтобы снять усталость, напряжение, набраться новых сил к следующему уроку по расписанию. Вы можете закрыть глаза и представить, что находитесь на берегу моря и любуетесь красотой пейзажа, и слушаете неизведанные звуки морского прибоя. (До звонка дети слушают музыку)

IV. Урок окончен. До свидания!

Приложение 1

Презентация

Приложение 3