Звук
1-й семестр
МЕХАНІЧНІ ЯВИЩА
1. Механічний рух
Урок 11/11
Тема. Звук
Мета уроку: ознайомити учнів зі звуковими явищами; дати учням поняття про звукові хвилі.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
План уроку
Контроль знань | 5 хв. | 1. Що таке математичний маятник? Від яких величин залежить період його коливань? 2. Що таке пружинний маятник? Від яких величин залежить період його коливань? 3. Що таке амплітуда, період і частота коливань? |
Демонстрації | 6 | 1. Тіло, що коливається, як джерело звуку. 2. Звучання камертона. 3. Звучання дзвінка під дзвоном повітряного насоса. 4. Поздовжні й поперечні хвилі. 5. Робота мікрофона |
Вивчення нового матеріалу | 29 хв. | 1. Джерела звуку. 2. Поширення звуку. 3. Хвилі. 4. Швидкість звуку. 5. Приймачі звуку |
Закріплення вивченого матеріалу | 5 хв. | 1. Контрольні питання. 2. Навчаємося розв’язувати задачі. 3. Поміркуй і відповідай |
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Джерела звуку
Ми всі живемо у світі
Нас оточує багато предметів, здатних видавати звуки, наприклад, музичні інструменти: скрипка, гітара, віолончель, флейта, сопілка…
Виконаємо дослід, що підтверджує, що джерелами звуку дійсно є тіла, що коливаються. Скористаємося фізичним приладом, що називають камертоном. Повільно присунемо камертон, що звучить, до тенісної кульки, що висить на нитці. Як тільки вони зіткнуться, кулька відразу ж, начебто від сильного поштовху, відскочить убік. Так відбувається саме через часті коливання ніжок камертона.
Якщо піднести до струни, що звучить, кульку для гри в настільний теніс, то кулька, торкнувшись струни, відскакує убік. Дослід свідчить про те, що струна, яка звучить, коливається, тобто звук виникає під час коливання струни.
Таким чином, поставлені нами досліди дозволяють зробити висновок, що джерелами звуків є тіла, що коливаються.
2. Поширення звуку
Під скляний ковпак помістимо на поролоновій подушці годинники-будильник. Будемо викачувати повітря з-під ковпака. Ми помітимо, що звук, який видає будильник, стає дедалі тихішим, і, нарешті, ми взагалі перестаємо чути звук.
Цей дослід доводить, що для поширення звуку необхідне середовище.
Середовище може бути різним: повітря, вода, скло, земля. Головне, щоб середовище, у якому поширюється звук, проявляло пружність під час зміни форми або об’єму.
3. Хвилі
Чи спостерігали ви коли-небудь, як у ясний день колишеться поле зі спілим колоссям пшениці? Це дивовижне видовище! Далеко перед вами, куди сягає око, розстеляється жовта гладь, ніби зроблена з важкої оксамитної тканини. Але варто подути легкому вітерцю, як вигляд поля змінюється: воно скидає із себе важкий оксамит й одягається в найтонший серпанок, що тріпоче на вітру. У цей момент нам здається, що по золотавій гладі раз у раз пробігають тіні – одна за одною. Але звідки їм узятися в ясний день? Розгадка проста: це подув вітру пригинає колосся, змушує їх схилятися до землі.
Як же виходить, що “тіні” біжать по полю, тобто рухаються, адже кожен колосок росте на тому самому місці? Виявляється, по полю рухаються не саме колосся, а місця або області, де колосся відхилені від вертикалі однаково або майже однаково.
Хвилею називається процес поширення у просторі і з часом коливань.
Механічні хвилі бувають поперечними й поздовжніми.
На першому рисунку ви бачите поперечну хвилю, а на другому – поздовжню. Обидві вони “біжать” вправо. Однак частинки середовища на першому рисунку коливаються вниз-вгору, а на другому – вліво-вправо. Інакше кажучи, коливання частинок поперечної хвилі відбуваються перпендикулярно (поперек) до напрямку поширення хвилі, а коливання часток поздовжньої хвилі – уздовж цього напрямку.
Поздовжні хвилі – це періодичні згущення й розрідження середовища. Тому такі хвилі можуть існувати в будь-яких тілах – твердих, рідких, газоподібних. Поперечні хвилі можуть існувати лише у твердих тілах. Це пояснюється тим, що для поширення такої хвилі необхідно “тверде” розташування частинок середовища, щоб між ними могли виникати сили, які б повертали частинки у вихідне положення.
4. Швидкість звуку
У різних середовищах звукові хвилі рухаються з різною швидкістю, що і називають швидкістю звуку в даному середовищі.
Наприклад, швидкість звуку в повітрі 340 м/с, а у воді – 1500 м/с, у склі – 4500 м/с. Це пов’язане з тим, що агрегатний стан, густина, температура, молекулярна будова різних речовин є різною. З ростом температури швидкість звуку зростає.
5. Приймачі звуку
Найважливішим для нас приймачем звуку є, звичайно, вухо. На рисунку схематично зображена будова вуха.
Звукова хвиля, потрапляючи на барабанну перетинку, спричиняє її коливання. Ці коливання через мініатюрні кісточки, що називаються молоточком і ковадлом, передаються в наповнений рідиною завиток, названий равликом. У рідині виникають хвилі, які впливають на чутливі клітинки, де народжуються нервові імпульси, що йдуть у мозок. Саме ці імпульси й сприймаються мозком як звук.
Вухо є надзвичайно чутливим інструментом: воно здатне сприймати звуки, що відрізняються за інтенсивністю в 1014 разів. Саме в стільки разів відрізняється інтенсивність тихого шепоту від інтенсивності звуку відбійного молотка або рок-концерту.
Наше вухо сприймає у вигляді звуку коливання, частота яких лежить у межах від 16 до 20 000 Гц. Зазначені границі звукового діапазону умовні, тому що залежать від віку людей й індивідуальних особливостей їх слухового апарата. Зазвичай верхня частотна границя звуків, що сприймаються, з віком значно знижується – деякі люди похилого віку можуть чути звуки із частотами, що не перевищують 6000 Гц.
Вухо є природним приймачем звуку, однак створені й штучні приймачі звуку. Найбільш широко використовуються різні мікрофони. Вони перетворюють звукові коливання на коливання електричного струму, завдяки чому з’явилася можливість записувати звук і передавати його на великі відстані.
Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу
Що таке звук? Яка фізична природа звуку?
Наведіть приклади джерел звуку.
Чи можуть звуки поширюватися у вакуумі?
Якою загальною властивістю володіють всі джерела звуку?
Наведіть приклади джерел звуку.
Наведіть приклади приймачів звуку.
Поздовжні чи поперечні коливання спостерігаються у звукових хвилях у повітрі? У воді? У твердому тілі?
Як звук передається від джерела до приймача?
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1). Навчаємося розв’язувати задачі
1. Спостерігаючи здалеку за рухами людини, що працює молотком або сокирою, можна помітити, що звук удару чується не під час удару, а коли людина піднімає руку з молотком. Як це пояснити?
Розв’язок. Через те, що звук рухається зі швидкістю, приблизно в 1 000 000 разів меншою за швидкість світла, удари ми “бачимо” практично миттєво, а звук удару запізнюється.
2. Під час грози шум грому був почутий через 8 с після спалаху блискавки. На якій відстані йде гроза? Швидкість звуку в повітрі вважайте 340 м/с.
2). Поміркуй і відповідай
1. Чи можна на Землі почути гуркіт від падіння метеорита на Місяці?
2. Чому космонавти, що перебувають у відкритому космосі, не чують одне одного, хоча в їхніх скафандрах є повітря?
3. Чому ми чуємо звук від комара, що летить, а від птаха, що летить, не чуємо?
Домашнє завдання-1
1. У-1: § 6 (п. 6.1, 6.2).
2. Сб-1:
Рів1 – № 6.3, 6.6, 6.7, 6.11, 6.12.
Рів2 – № 6.16, 6.17, 6.22, 6.25, 6.26.
Рів3 – № 6.29; 6.30, 6.31, 6.40, 6.41
Домашнє завдання-2
1. У-2:§7(п. 1-4), 8(п. 1).
2. Сб-2:
Рів1 – № 7.1, 7.2, 7.3, 7.4.
Рів2 – № 7.12, 7.18, 7.19, 7.20, 7.21.
Рів3 – № 7.22, 7.23, 7.24, 7.26, 7.27
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...