Урок Звук. Характеристика звука.

Тема урока: Звук. Характеристика звука. Акустический резонанс. Отражение звука. Эхо. Ультразвук.

Цели урока:

Образовательная цель - познакомить с понятиями «акустический резонанс, эхо, ультразвук», помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений. Сформировать понятие звуковой волны. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Развивающая цель - создать условия для развития исследовательских и творческих навыков; навыков общения и совместной деятельности.

Воспитательная цель - способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу.

Тип урока: урок изучения нового материала

Оборудование: Учебник.

Ход урока:

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

Устный опрос

1. Какие волны называются продольными? В каких средах они образуются?

</ 2. Что называется длиной волны?

3. Какие волны называются поперечными?

4. Механическая волна...

5. Какой процесс называется волновым?

6. Назовите условие распространения механической волны.

7. Объясните процесс возникновения и распространения продольной волны в твердом теле.

Письменный опрос

(Решение заданий на месте по карточкам)

III. Изучение нового материала

Эксперимент 1

Возьмите крепкую бечевку (60 см) и привяжите к ней посередине металлическую ложку. Конец бечевки привяжите к указательным пальцам. Оба конца должны иметь одинаковую длину. Заткните уши пальчиками. Наклонитесь вперед, чтобы ложка свободно повисла и столкнулась с краем стола. Послышится звук, напоминающий звон.

- Почему? Ударяясь о стол, металл начинает колебаться. Эти колебания по бечевке передаются ушам. Мы слышим потому, что наши уши воспринимают различные колебания. Чтобы издавать звук, предмет должен колебаться. Колебания от него передаются воздуху и распространяются в нем. Колеблющиеся молекулы воздуха ударяются о барабанную перепонку, из-за этого она тоже колеблется. Эти колебания идут дальше через костную ткань и жидкость в ухе, пока не доходят до слухового нерва, а он посылает сигнал в мозг.

Эксперимент 2

В колокол помещают электрический звонок. И включают. Слышен звук. Начинаем выкачивать воздух, по мере разряжения воздуха громкость становится меньше, пока совсем не становится неслышной.

- Почему? Отсутствует среда, в которой распространяются колебания.

Вывод: звук может распространяться в газах, жидкостях и твердых телах.

Звук обусловлен механическими колебаниями в упругой среде и телах (твердых, жидких и газообразных), частоты которых лежат в диапазоне от 16 до 20 000 Гц и которые способно воспринимать человеческое ухо.

Раздел физики, изучающий звук, - акустика. Любое тело (твердое, жидкое или газообразное), колеблющееся со звуковой частотой, создает в окружающей среде звук.

Эксперимент 3

Переливание воды из одного сосуда в другой. Удар молотка по наковальне.

Чаще всего звуковые волны достигают наших ушей по воздуху. Но звук распространяется в воде и твердых телах. Нырнув с головой во время купания, можно услышать звук от удара двух камней, производимого на большом расстоянии.

Хорошо проводит звук земля.

Звуковая волна представляет собой последовательность сжатий и разряжений упругой среды, распространяющуюся с определенной скоростью. Это волна продольная.

Сжатие и разряжение воздуха вызывает колебания давления относительно среднего атмосферного давления

Громкости звука соответствует изменение давления Dr на несколько десятков Паскалей.

Ухо человека воспринимает Dr - 10~5 Па. Ухо весьма чувствительный прибор, наиболее чувствителен к колебаниям с частотой около 3500 Гц.

Звуковая волна подобно другим волнам распространяется с конечной скоростью. Если гроза далеко, то запаздывание грома достигает нескольких секунд.

Скорость звука в воздухе при 0 °С равна 331 м/с; в воде при 8 "С - 1455 м/с; в стали при 15 °С - 4980 м/с.

Физические характеристики звука

1. Звуковое давление, оказываемое звуковой волной на стоящее перед ней препятствие.

2. Спектр звука - разложение сложной звуковой волны на составляющие ее частоты.

3. Интенсивность звуковой волны.

4. Громкость.

Громкость звука, как и высота, связана с ощущением, возникающим в сознании человека, а также с интенсивностью волны.

Человеческое ухо способно воспринимать звуки интенсивностью от 10-12 (по рог слышимости) до 1 Вт/м2 (порог болевого ощущения).

Громкость не является прямо пропорциональной величиной интенсивности. Уровень громкости выражается в белах:

5. Высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота, тем выше звук.

6. Тембр звука позволяет различать два звука одинаковой высоты и громкости, издаваемых различными инструментами. Он зависит от спектрального состава.

2. Явление резонанса используется для усиления звука колеблющихся тел, поэтому камертоны укрепляют на специальных резонаторных ящиках с открытой боковой стороной. При изготовлении ящика его настраивают на частоту колебаний камертона. Звучание камертона и ящика происходит в унисон т.е. с одинаковой частотой.

Эхо в горах, которое нам хорошо знакомо с детства, является результатом отражения звука от преграды. Эхо - это звуковая волна, отраженная какой - либо преградой и возвратившаяся в то же место, откуда она начала распространяться.

Увеличение длительности звука, вызванное его отражением от различных препятствий, называется раверберацией.

Звуковые волны с частотой колебаний ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20 000 Гц - ультразвуками. С помощью ультразвука дробят камни, режут и сверлят металлы и сверхтвердые материалы. В медицине ультразвук используется в основном для ультразвукового обследования человеческого тела.

IV. Задачи

Упражнение 27

1. Наблюдатель стоит на расстоянии 200 м от высокой горы. Через какой промежуток времени он услышит эхо произнесенного слова? Скорость звука 340 м/с. Решение:

2. Эхо, вызванное ружейным выстрелом, охотник услышал через 4,5 с. На каком расстоянии от него находится преграда? Скорость звука 340 м/с. Решение:

3.Человекстоящий в узком ущелье между двумя большими скалами, издает короткий резкий звук. Он слышит звук эха дважды: первый через 1 с и следующий через 1,5 с. Какова расстояние между скалами? Скорость звука 340 м/с. Решение:

4. Частота основного музыкального тона «ля» 435 Гц. Определите длину этого тона, если скорость распространения звука в воздухе 340 м/с. Решение:

Упражнение 28

1. Ультразвук, посланный и отраженный от морского дна, возвратился через 0,8 с. Скорость звука в морской воде 1490 м/с. Какова глубина моря? Решение:

V. Закрепление учебного материала.

1. Что такое акустический резонанс? Когда он возникает?

2. Что такое эхо?

3. Может ли эхо возникнуть в степи?

4. Что такое инфразвук, ультразвук?

5. Где используются ультразвуковые волны?

7. Что представляют собой звуковые волны?

8. Что является источником звука?

9. Каковы частота и длина звуковых волн, воспринимаемые человеком?

10. Как называются такие звуковые волны?

VI. Домашнее задание: § 31-32-33-34-35. Упражнение 26