Какими общим свойством обладают все источники звука
Подробности
Просмотров: 74
1. Что общего у всех источников звука? Какой вывод из них следует?
Все опыты свидетельствуют о том, что источники звука колеблются.
В тисках закреплена одним концом упругая металлическая линейка.
Если её свободную часть привести в колебательное движение, то линейка будет издавать звук.
Колебания источника звука видны.
Звучащая струна, концы которой закреплены, колеблется.
Если к звучащей струне приблизить конец бумажной полоски, то полоска будет подпрыгивать от толчков струны.
Пока струна колеблется, слышен звук; струна остановится – звук прекращается.
Камертон – изогнутый металлический стержень на ножке,
укреплённый на резонаторном ящике.
Если по камертону ударить мягким молоточком, то камертон зазвучит.
Если поднести к звучащему камертону лёгкий шарик на нитке, то шарик будет отскакивать, что свидетельствует о колебаниях.
Можно «записать» колебания камертона.
К концу ветви камертона привинчена тонкая и узкая металлическая полоска, оканчивающаяся остриём.
Остриё загнуто вниз и касается закопчённой пластинки.
При быстром перемещении пластинки остриё оставляет на ней след в виде волнообразной линии.
2. Каким общим свойством обладают все источники звука?
Любой источник звука обязательно колеблется, хотя эти колебания чаще всего незаметны для глаза.
Например:
– звуки голосов людей и многих животных возникают в результате колебаний их голосовых связок,
–
звучание духовых музыкальных инструментов – это колебания воздуха,
–
свист ветра, шелест листьев, раскаты грома обусловлены колебаниями масс воздуха.
3. Механические колебания каких частот называются звуковыми и почему?
Не всякое колеблющееся тело является источником звука.
Человеческое ухо способно воспринимать как звук механические колебания с частотой в пределах от 16 до 20 000 Гц, передающиеся обычно через воздух.
Поэтому колебания этого диапазона частот называются звуковыми.
Границы звукового диапазона условны, так как зависят от индивидуальных особенностей слухового аппарата человека.
С возрастом верхняя частотная граница воспринимаемых звуков понижается – некоторые могут слышать звуки с частотами, не превышающими 6000 Гц.
Дети могут воспринимать звуки, частота которых даже больше 20 000 Гц.
4. Какие колебания называются ультразвуковыми? инфразвуковыми?
Механические колебания, частота которых превышает 20 000 Гц, называются ультразвуковыми.
Механические колебания с частотами менее 16 Гц называют инфразвуковыми.
Ультразвук и инфразвук распространены в природе так же широко, как и волны звукового диапазона.
Например:
Их излучают и используют для своих «переговоров» дельфины, летучие мыши и некоторые другие живые существа.
5. Как используют ультразвук в эхолокации?
Ультразвук используют в эхолокации для определения расстояния до объекта под водой.
Направленные узкие пучки ультразвука применяются для измерения глубины моря.
Для этой цели на дне судна помещают излучатель и приёмник ультразвука.
Излучатель даёт короткие сигналы, которые доходят до дна и, отражаясь от него, достигают приёмника.
Моменты излучения и приёма сигнала регистрируются.
За время t, которое проходит с момента отправления сигнала до момента его приёма, сигнал, распространяющийся со скоростью v, проходит путь, равный удвоенной глубине моря, т. е. 2h:
2h = vt.
Отсюда глубина моря:
h = vt/2
Следующая страница – смотреть
Назад в “Оглавление” – смотреть
Источник
Трудно представить себе пространство, где нет абсолютно никаких звуков. Если условно взять тишину за некий звук (звенящая тишина), тогда существующий мир весь пронизан звуковыми волнами. А какими свойствами обладает звук, мы узнаем в продолжении.
Мы не видим звук, однако его существование мы можем услышать и изобразить графиком. Вид графика будет зависеть от интенсивности звука в пространстве. Теперь разберем параметры интенсивности звуковой волны.
Основные свойства звука
Амплитуда – отражает интенсивность колебаний, расстояние от верхнего до нижнего пика звукового давления. Другими словами амплитуда это размах звукового сигнала относительно среднего значения уровня.
Фаза звуковой волны – отражает временные свойства звуковой волны или разных частей одной звуковой волны. В звукозаписи понятие “фаза” достаточно важный элемент, ведь она помогает при определении слухом пространственного положения источника звука.
Уровень и громкость звука. Звуковая волна оказывает на среду распространения некое давление (на различные поверхности или на наши с Вами перепонки). Если Вы бывали на концерте и стояли неподалеку от больших колонок, Вы знаете не понаслышке силу звука. Условно мы воспринимаем изменение давления как повышение или понижение громкости. В физике давление звука измеряется в Паскалях, однако в акустической среде это понятие звучит как “сила звука” – поток звуковой энергии, который проходит через квадратный сантиметр условной плоскости. Сила звука это энергетическое свойство звуковой волны, имеющее размерность ватт/квадратный сантиметр (Вт/кв.см.). Сила звука лежит в пределах “порог слышимостиболевой порог”, если сила звука не превышает порог слышимости – мы не слышим звук, если же сила звука больше болевого порога – мы испытываем боль в ушах. В музыке такой диапазон называется “диапазоном слуха”. Изменение уровня звука измеряется в децибелах, далее я приведу примеры, которые помогут понять логарифмическую шкалу уровня:
Слуховой порог – 0 дБ
Шепот на расстоянии одного метра – 20 дБ
Шепот на расстоянии 10 см – 50 дБ
Тихий разговор на расстоянии одного метра – 50 дБ
Шум в квартире – 40 дБ
Аплодисменты – 60 дБ
Игра на акустической гитаре пальцами; звук на расстоянии 40 см – 70 дБ
Игра на акустической гитаре медиатором; звук на расстоянии 40 см – 80 дБ
Тихая игра на фортепиано – 70 дБ
Шум в метро во время движения – 90 дБ
Громкий голос на расстоянии 15 см – 100 дБ
Фортиссимо (максимально энергичный пассаж) оркестра – 100 дБ
Реактивный самолет на расстоянии пяти метров – 120 дБ
Барабанный бой на расстоянии 3 см – 140 дБ
Спектральный состав – отражает окраску или тембр звука. Спектр звуковой волны представляет собой график амплитуд частотных составляющих, которые изменяются во времени. Благодаря этому изменению каждый звук обладает неповторимостью (уникальностью) и тембром, который полностью зависит от спектрального состава. Для примера: аккорд имеет линейчатый спектр, а шум – сплошной спектр. Таким образом, спектральный состав помогает нам различать голоса людей, окружающие звуки, а музыканты используют его в создании своих потрясающих шедевров.
Тембр звука – музыкант создает громкие и тихие звуки, низкие и высокие, но что делает гитару-гитарой, а рояль-роялем? Именно тембр звука помогает нам различать музыкальные инструменты. Тембр состоит из созвучия простых волн, в свою очередь созвучие имеет основной тон (например, нота Ля первой октавы – 440 Гц) и остальные, которые также имеют разную частоту. Их название в музыке – обертон. Основной тон и обертон также называются гармониками, например, основной тон – первая гармоника, обертон – вторая и тд. В написании музыки данными свойствами можно управлять эквалайзером, который способен корректировать частотную полосу, уровень гармоник и, соответственно, изменять тембр.
Источник
1
2
9 класс, урок 30 учитель Килина Светлана Геннадьевна
3
Сформировать понятия источников звука и звуковых колебаний. Сформировать понятия характеристик звука и его распространения. Отработать навыки решения задач.
4
Мир окружающих нас звуков разнообразен. голоса людей, музыка, пение птиц, гром во время грозы, звук проезжающих автомобилей самолетов и др. Общим для всех звуков является то, что порождающие их тела, т.е.источники звука, колеблются.
5
Звуки голосов людей и многих животных возникают в результате колебаний их голосовых связок. Звучание духовых музыкальных инструментов, звук сирены, свист ветра, раскаты грома обусловлены колебаниями масс воздуха. Человеческое ухо способно воспринимать как звук механические колебания, происходящие с частотой от 20Гц до 20000Гц. Поэтому колебания, частоты которых находятся в этом диапазоне, называются звуковыми.
6
Механические колебания, частота которых превышает 20000Гц, называются ультразвуковыми. Такие колебания слышат некоторые животные. Например: Механические колебания, частота которых меньше 20Гц, называются инфразвуковыми. Такие колебания слышат слоны.
7
Фильм «Ультразвук для формирования аэрозолей при ингаляции». Фильм «Ультразвуковое исследование сердца».
8
Слуховые ощущения человека определяются физическими параметрами звука, воздействующего на орган слуха. Характеристиками воспринимаемого звука являются: Высота Ультразвуки называют сверхвысокими, а инфразвуки – сверхнизкими. Высота Громкость. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Громкость звука зависит от его длительности и от индивидуальных особенностей слушателей. Фильм «Связь частоты и амплитуды с высотой» Громкость. Тембр.
9
ТембрТембр звука – это такое его качество, которое позволяет нам отличать звуки одних источников от звуков других. Например мы легко отличаем звук рояля от звука скрипки даже тогда, когда эти звуки имеют одинаковую высоту.звука
10
Звук распространяется во всех упругих телах – твердых, жидких, газообразных (кроме вакуума).
11
§ 34 – 36. Упр. 31 (устно)
12
Что такое источник звука? Каким общим свойством обладают все источники звука? Механические колебания каких частот называются звуковыми? Почему? Какие колебания называются ультразвуковыми? инфразвуковыми? Назовите характеристики звука. Где распространяется звук?
13
Почему, изменяя натяжение струны, можно изменять высоту тона музыкального инструмента? Высота звука прямо пропорциональна частоте колебаний. Крупный дождь можно отличить от мелкого по более громкому звуку, возникающему при ударах капель о крышу. На чем основана такая возможность? Чем больше амплитуда колебания, тем громче звук.
14
Источник
Тема урока: «ИСТОЧНИКИ ЗВУКА.
ВЫСОТА И ТЕМБР ЗВУКА».
Учебно-воспитательные задачи.
Учебная: Изучить природу возникновения звука. Познакомить учащихся с основными
характеристиками звука: высотой и тембром.
Развивающая: совершенствование умственной деятельности: анализ, способность наблю
дать, делать выводы. Показать интегрирование физики с другими науками:
музыкой, экологией, биологией.
Воспитательная: Воспитывать умение использовать полученные на уроке знания в различных
ситуациях.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Оборудование: доска, компьютер, проектор, экран, камертон с молоточком, штатив с
муфтой и кольцом, бусинка на нити, синтезатор, карточки.
Оформление доски: записаны тема урока, эпиграф, план изложения нового материала,
домашнее задание ( с обратной стороны доски), закреплен ватман с кроссвор –
дом.
Владея опытом естественных наук,
Изучим всё, что есть в подлунном мире,
Тогда лишь ясным станет всё вокруг
И пониманье человеческое шире.
ХОД УРОКА:
I. Организационный момент. ( 1-2 минуты)
Приветствие, объявление темы урока, плана урока.
II. Актуализация знаний учащихся. (6-7 минут)
1. Двое учащихся решают на переносной доске задачи по карточкам в это время чет
веро учащихся решают эти задачи в тетради. (Проверка задачи проводится после
проверки выполнения теста.)
Карточка №1.
С какой скоростью распространяется волна, если длина волны 2 м, а период коле
бания частиц в волне 0,2 с?
Дано: Решение:
=2 м v = [v] =
Т = 0,2 с v = = 10 ()
v =?
Ответ: v = 10 .
2. Найдите длину волны, распространяющейся со скоростью 12 м/с, если частицы в
волне колеблются с частотой 0,6 Гц.
Дано: Решение:
v =12 м/с v = = [] = :Гц = м
= 0,6 Гц = = 20 ()
=? Ответ: =20 м/с.
2. Класс выполняет тест.
Текст теста (см. Приложение 2). По окончании выполнения теста ответы выводятся
на экран. (слайд 2 ) Проводится взаимопроверка теста.
| № вопроса | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 вариант | В | А | В | Б |
| 2 вариант | Б | Б | В | А |
Ключ ответов:
3. Класс решает кроссворд с использованием презентации (слайды 4-7)
Вопросы кроссворда.
1. …(Возмущения), распространяющиеся в пространстве, удаляясь от места их воз-
никновения, называются волнами.
2. Поперечные механические волны являются волнами … (сдвига).
3. Механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде называются …
(упругие) волны.
4. Какое тело является источником волны? (колеблющееся)
Итак, мы получили ключевое слово «ЗВУК», перейдем к изучению темы нашего урока.
III. Изучение нового материала. (12 минут)
План изложения материала:
1. Источники звука.
2. Диапазон звуковых колебаний.
3. Основные характеристики звука: высота, чистый тон, обертон, тембр.
Полученные знания о колебаниях и волнах позволяют нам перейти к изучению звуковых явлений. Окружающий нас мир звуков богат и разнообразен. Голоса людей и пение птиц, музыка, шум леса и жужжание пчел, звука проезжающего мимо транспорта.
Общим является то, что порождающие их тела, т.е источники звука, совершают колебания.
Докажем это на простых опытах.
Демонстрация опыта.
Камертон. Он представляет собой изогнутый металлический стержень на ножке. В данном случае камертон укреплен на резонаторном ящике (о назначении которого вы узнаете на следующих уроках).
Ударим по камертону мягким молоточком, камертон зазвучит. Поднесем к звучащему камертону стеклянную бусинку, подвешенную на нитке, — она будет отскакивать от камертона, свидетельствуя о колебаниях его ветвей.
Далеко не всякое колеблющееся тело является источником звука. Исследования показали, что человеческое ухо способно воспринимать как звук механические колебания в пределах от 20 Гц до 20 000 Гц (передающиеся обычно через воздух). Поэтому колебания этого диапазона частот называются звуковыми. (слайд 9)
Механические колебания, частота которых превышает 20 000 Гц, называются ультразвуковыми, а колебания с частотами менее 20 Гц — инфразвуковыми.
Следует отметить, что указанные границы звукового диапазона условны, так как зависят от возраста людей и индивидуальных особенностей их слухового аппарата. Обычно с возрастом верхняя частотная граница воспринимаемых звуков значительно понижается — некоторые пожилые люди могут слышать звуки с частотами, не превышающими 6000 Гц. Дети же, наоборот, могут воспринимать звуки, частота которых несколько больше 20 000 Гц.
Колебания, частоты которых больше 20 000 Гц или меньше 20 Гц, слышат некоторые животные. (слайд 10).
Колебания низкой частоты могут иметь негативные последствия для здоровья человека и окружающей среды (слайд 11)
Познакомимся с основными характеристиками звука.
Получим с помощью закопченной пластины следы колебаний камертонов с разной собственной частотой. ( слайд 12 ). Сравним их звучание. Сделаем вывод. Рассмотрим пример. (слайд 13 )
Высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук. (обращаемся к учебнику)
Звуки могут быть чистыми и сложными (демонстрация звуков на синтезаторе).
Чистым тоном называется звук источника, совершающего гармонические колебания одной частоты. (обращаемся к учебнику)
Звуки от других источников (например, звуки различных музыкальных инструментов, голоса людей) представляют собой совокупность гармонических колебаний разных частот, т. е. совокупность чистых тонов.
Самая низкая (т. е. самая малая) частота такого сложного звука называется основной частотой, а соответствующий ей звук определенной высоты — основным тоном. Высота сложного звука определяется именно высотой его основного тона.
Все остальные тоны сложного звука называются обертонами.Частоты всех обертонов данного звука в целое число раз больше частоты его основного тона (поэтому их называют также высшими гармоническими тонами). (демонстрация звуков на синтезаторе звуки фортепиано, органа).
Обертоны определяют тембр звука, т. е. такое его качество, которое позволяет нам отличать звуки одних источников от звуков других.
IV. Закрепление знаний учащихся. (5 минут)
Беседа с классом.
1. Каким общим свойством обладают все источники звука?
2. Звуковыми называют колебания каких частот?
3. Почему мы слышим звук от летящего комара, а от летящей птицы нет?
4. Можно ли и как на слух отличить, работает ли электродрель на холостом ходу или
сверлит отверстие?
5. Какое насекомое чаще машет крыльями в полете: шмель, комар или муха?
Поясните ответ.
V. Подведение итогов урока, выставление оценок. (3 минуты)
VI. Рефлексия урока ( 1минута)
VII. Домашнее задание. §§ 34-35. Упражнение 30 (2,3). (1 минута)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Карточка 1.
Задача. С какой скоростью распространяется волна, если длина волны 2 м, а период коле-
бания частиц в волне 0,2 с?
Карточка 2.
Задача. Найдите длину волны, распространяющейся со скоростью 12 м/с, если частицы в
волне колеблются с частотой 0,6 Гц.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
ТЕСТ
Вариант 1
1. Период свободных колебаний нитяного маятника зависит от …
А. массы груза.
Б. частоты колебаний.
В. длины его нити.
2. Какие из приведенных ниже волн являются упругими?
А. Звуковые.
Б. Электромагнитные.
В. Волны на поверхности жидкости.
3. Поперечные механические волны являются волнами…
А. сжатия и разрежения.
Б. изгиба.
В. сдвига.
4. Упругие продольные волны могут распространяться…
А. только в твердых телах.
Б. в любой среде.
В. только в газах.
Вариант 2
1. Частота свободных колебаний нитяного маятника зависит от …
А. массы груза.
Б. длины его нити.
В. амплитуды колебаний.
2. В бегущей волне происходит перенос… без переноса…
А. вещества; энергии.
Б. энергии; вещества.
3. Продольные механические волны являются волнами…
А. сдвига.
Б. кручения.
В. сжатия и разрежения.
4. Упругие поперечные волны могут распространяться…
А. только в твердых телах.
Б. только в жидкостях.
В. в любой среде.
Источник