Вечная симфония природы
advertisement
Запорожская общеобразовательная школа №69 Кафедра физики Групповой учебный проект по физике «Вечная симфония природы» 2010 – 2011 учебный год Образовательная цель проекта - закрепление и систематизация знаний по теме ―Звуковые волны‖; - рассмотреть способы восприятия звуков в животном и растительном мире ; - выявить особенности строения органов слуха и голосовых органов у различных животных; - расширение кругозора детей; - повышение уровня интеллектуального развития Развивающая цель проекта - развитие логики, смекалки, умения аргументировать свои мысли; - развитие самостоятельности, творческой активности; - стимулирование творческого поиска, самостоятельного исследования; - развитие умений и навыков планирования и организации труда; - развитие грамотной устной речи Воспитательная цель проекта -воспитание отношения к познанию как к форме получения интеллектуального удовольствия; -воспитание инициативности, коллективизма; -воспитание устойчивого интереса к физике; - формирование устойчивого познавательного интереса Общеучебные умения и навыки, формирующиеся в процессе проектной деятельности Рефлексивные умения: Умение осмыслить задачу, для решения которой недостаточно знании Умение отвечать на вопрос: чему нужно научиться для решения поставленной задачи? Исследовательские умения: Умение самостоятельно генерировать идеи, т.е. изобретать способ действия, притекая знания из различных областей Умение самостоятельно найти недостающую информацию в информационном поле Умение запросить недостающую информацию у эксперта (учителя, специалиста) Умение находить несколько вариантов решения проблемы Умение выдвигать гипотезы Умение устанавливать причинно-следственные связи Умения и навыки работы в сотрудничестве: Умение коллективного планирования Умение взаимодействовать с любым партнером Умение взаимопомощи в группе в решении общих задач Навыки делового партнерского общения Умение находить и исправлять, ошибки в работе других участников группы Коммуникативные умения: Умение инициировать учебное взаимодействие со взрослыми — вступать в диалог, задавать вопросы Умение вести дискуссию Умение отстаивать свою точку зрения Умение находить компромисс Презентационные умения и навыки: Умение уверенно держать себя во время выступления Артистические умения Умение отвечать на незапланированные вопросы Самостоятельные исследования учащихся в рамках учебного проекта Группа учащихся 8 класса Тема: «Физика звуков» Вопрос для исследования: С чего начинается звук? Цель исследования: Объяснить, что же такое звук с точки зрения физики Представление результатов исследования: презентация Группа учащихся 9 класса Тема: «Серенады Хортицы» Вопрос для исследования: Какие звуки издает природа? Цель исследования: Показать, какую роль играет звук в жизни животных Представление результатов исследования: презентация, буклет Группа учащихся 10 класса Тема: «Влияние природных звуков на человека» «Визуализация звуков» Вопрос для исследования: Как человек воспринимает звуки ? Цель исследования: Как влияют звуки природы на организм человека? Представление результатов исследования: презентация, подготовка опытов по звуковым явлениям План работы над проектом I этап. ПЛАНИРОВАНИЕ 14.02 – 18.02 Выбор темы проекта. Выдвижение гипотез решения проблемы. Определение творческого названия проекта. Образование групп. Выбор формы представления результатов (презентация, буклет, веб-сайт, альбом, выпуск газеты и т.д.) II этап. АНАЛИТИЧЕСКИЙ 21.02 – 4.03 Уточнение и формулирование собственной задачи, исходя из цели проекта в целом и задачи своей группы в частности. Продумывание пути проведения своих исследований: о проведении анкетирования, опытов, создания видеозаписей, сборе статистических данных, образцов, об обработке собранных сведений, о том, как будут оформлены результаты исследования III этап. ОБОБЩЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ Продумывание форм обобщения итогов проекта (доклад на 3-4 минуты с иллюстрациями, информационный бюллетень, представление веб-сайта с результатами исследований, монтаж фильма, презентация в Интернете 9.03 – 11.03 IV этап. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ 28.03 – 5.05 Бегут, прозрачны и легки, Так затихают ковыли В ночной тиши… Немы, едва слышны Костра потухшего огни… Научный консультант проекта Мирошниченко И.А. Эти строки были написаны очень давно, еще в студенческие годы, как воспоминание об одном удивительном вечере на Хортице…Едва слышно потрескивали сучья догорающего костра, под дуновением легкого ветерка серебрились ковыли в лунном свете… А вокруг! Неутомимо жужжали, скрипели, попискивали невидимые глазу жучки. Где – то вдалеке был слышен всплеск рыбы над тихой гладью Днепра. И так хотелось раствориться в блеске этом и слиться с этой синевой, и стать самой теплом и светом, и просто быть самой собой…Мир звуков –удивителен! Поэтому не случайно тема нашего проекта звучит как «Вечная симфония природы»… С чего начинается звук? Какие звуки издаѐт природа? Как влияют природные звуки на организм человека? Вас заинтересовала какая – либо тема? Вы хотите найти ответы на эти вопросы? Участвуете в проекте ! Удачи юным исследователям! Ученики 8-Б класса: Гуменчук Святослав Костусяк Ярослав Чудеснова Ольга Горлова Анастасия Дмитренко Ульяна Рындач Виктория Руководитель группы Матвиенко Александр Вся природа – мир звучащий: Шелест листьев на ветру, Дятла стук в глубокой чаще, Дождь, шумящий поутру… Когда тело издает звук? Чтобы ответить на этот вопрос, попробуйте объяснить, что объединяет такие примеры? Что такое звук? Человеческое ухо очень чувствительный прибор! Воспринимать звук мы начинаем уже тогда, когда амплитуда колебаний частиц воздуха в волне оказывается равной всего лишь радиусу атома! Звук – это распространяющиеся в упругих средах: газах, жидкостях и твердых телах механические колебания, воспринимаемые органами слуха. В газах и жидкостях звуковые волны распространяются в виде продольных волн сжатия и разрежения. Сжатия и разрежения среды, возникающие вследствие колебаний источника звука (колокольчика, струны, голосовых связок), через некоторое время достигают человеческого уха и, заставляя барабанную перепонку уха совершать вынужденные колебания, вызывают у человека определенные слуховые ощущения. Ухо - универсальный звукоприемник! Ухо человека состоит из наружного уха (ушной раковины и слухового прохода), среднего и внутреннего уха. Среднее ухо представляет собой замкнутую полость объемом около 1 кубического сантиметра, расположенную в толще височной кости. От слухового прохода ее отделяет тоненькая барабанная перепонка. Барабанная перепонка представляет собой гибкое и в то же время достаточно прочное образование. Звуковые волны вызывают колебания этой перепонки Голосовой аппарат человека Полость гортани В голосовой аппарат человека входят ротовая и носовая полости с придаточными полостями, глотка (верхние резонаторы), гортань с голосовыми складками, трахея и бронхи (нижний резонатор), лѐгкие, грудная клетка с дыхательными мышцами и диафрагмой, мышцы брюшной полости. Центральная нервная система организует их функции в единый, целостный процесс звукообразования. Голосовой аппарат расположен в гортани и состоит из двух голосовых связок, между которыми находится голосовая щель. Натяжение голосовых связок меняется благодаря сокращению прикрепленных к ним мышц, при этом голосовая щель расширяется или сужается. Звук образуется от колебания голосовых связок, когда голосовая щель сужена Громкость Громкость зависит от амплитуды колебаний в звуковой волне. За единицу громкости звука принят 1 Бел. Громкость звука равна 1 Б, если его мощность в Александр 10 раз больше порога слышимости. Грэхем Белл Порог слышимости — минимальная величина звукового давления, при которой звук данной частоты может быть ещѐ воспринят ухом человека . На практике громкость измеряют в децибелах 10 дБ – шепот; 50 дБ – разговор средней громкости; 80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля; На графике колебаний амплитуда 120 дБ – шум работающего трактора на это расстояние от оси абсцисс до расстоянии 1 м наиболее удаленной точки графика 130 дБ – порог болевого ощущения. от неѐ Звук громкостью свыше 180 дБ может вызвать разрыв барабанной перепонки! Высота тона определяется частотой колебаний источника звука. Звуки человеческого голоса по высоте делят на несколько диапазонов: Чем больше частота колебаний струны, тем короче звуковые волны и выше тон звука Итальянский певец Энрико Карузо – природный баритон бас – 80–350 Гц, баритон – 110–149 Гц, тенор – 130–520 Гц, дискант – 260–1000 Гц, сопрано – 260–1050 Гц, колоратурное сопрано – до 1400 Гц Николай Басковрусский тенор 21 века Притягательная сила голоса К Сократу однажды привели человека, о котором он должен был высказать свое мнение, мудрец долго смотрел на него, а потом воскликнул: «Да говори же ты, наконец, чтобы я мог тебя видеть!» Как много смысла, помимо слов, кроется в самом звуке голоса! Ведь голос бывает теплый и мягкий, грубый и мрачный, испуганный и робкий, ликующий и уверенный, живой, торжествующий и еще с тысячью оттенков, выражающих самые разнообразные чувства, настроения человека и даже его мысли… Тембр голоса еще называют «окраской звука» или просто «цветом голоса». Тембр голоса строго индивидуален, его можно сравнить с неповторимым узором отпечатка пальцев Всякое звучащее тело колеблется, но не всякое колеблющееся тело звучит… Гиперзвуки: тепловые колебания атомов вещества Инфразвуки: возникают при землетрясениях, во время бурь и ураганов Наше ухо может слышать только звуки частотой от 20 Гц до 20000 Гц Ультразвуки: в шуме ветра, дождя; гальке, перекатываемой морским прибоем Частотный диапазон звуков, воспринимаемых животными Летучая мышь: 2 000 - 150 000 Гц Бабочка томарес: 8 000 - 160 000 Гц Кузнечик: 50 - 50 000 Гц Почему от скрипа несмазанных дверных петель или железа по стеклу буквально "продирает по коже"? Когда американский физиолог Блейк и его коллеги сравнили акустические отпечатки разных скрипов, шорохов, шелестов, шуршаний, голосов птиц и животных, их поразило одно неожиданное сходство. Оказалось, спектрограмма "ноготьдоска" в точности совпадала со спектрограммой крика макак, предупреждающих об опасности. Любопытное наблюдение подтверждает, что поведение человека во многом определяется инстинктом, унаследованным от первобытных предков. Если бы миллион человек одновременно говорили в течение полутора часов, то вся энергия звуковых волн, создаваемых миллионом голосов, была бы достаточна только для того, чтобы вскипятить один стакан воды! «Ухо Дионисия» - высеченный в скалах у Сиракуз и похожий на человеческое ухо грот. Здесь эхо достигает такой силы, что шорох разорванного листа бумаги отдаѐтся из глубины пушечным выстрелом. Грот «Ухо Дионисия» Ученики 9 класса: Шахбазова Айтен Горбенко Марина Левченко Настя Тимченко Влада Пача Женя Коса Юля Багдасарян Гермине Вайло Женя Руководитель группы Медведева Аня Зима Взгляд срывается с заснеженного обрыва и застывает на плывущих по Днепру обрывках пара... и не хочется отводить взгляд со слепящего снега и бликов на воде, хочется плыть вместе с этим туманом над рекой Река парует, весь мир измеряется в синих и белых тонах, и лишь кое-где проглядывают скалы Причудливыми, какими-то неземными узорами сверкал склон каменный беспорядок укрылся пушистым ковром снега просто сказка! Припав к самому снегу, хочется рассматривать каждую снежинку, каждый отблеск солнца - чтобы сохранить эту красоту в сердце до следующей зимы Почему скрипит снег ? Снежинки под электронным микроскопом •Снег состоит из снежинок, представляющие собой кристаллы, во время перелома этих кристаллов и слышен скрипящий звук. •Трение кристаллов снега друг об друга при смещении. Чем ниже температура, тем тверже становятся снежные кристаллы, увеличивается высокочастотный максимум до 1000-1600 Гц. При повышении температуры высокочастотный максимум снижается до показателей 250-400 Гц и может полностью исчезнуть при температуре близкой к 0 градусов. Чем выше температура, тем выше упругость кристаллов, они уже не переламываются, а начинают изгибаться, выделяя при этом тепло. В таком снеге не слышно ни звука перелома, ни звука трения Почему у зайца длинные уши? Если мы ответим в духе волка из сказки: «Чтобы лучше слышать!», возникнет встречное возражение: «А почему не круглые?». Внешняя часть уха выполняет роль рупора, улавливающего и усиливающего внешние звуки. Наличие двух ушей, расположенных по обе стороны головы обеспечивает бинарный эффект – умение определять направление на источник звука. Еще Чьи-то лапки на белом снегу точнее определить местоположение объекта наследили, помогает подвижность ушных раковин. Кто-то, робкий, лесною опушкой бежал, Большие уши спасают бегущего зайца от перегрева! У березы кору обглодал. По научным подсчетам уши сбрасывают в Корешок чьи-то зубки точили. окружающую среду треть так называемого Белым столбиком долго сидел, Навострив свои длинные ушки, метаболического тепла, образующегося внутри И, зачуяв стрелка, полетел Через голову с белой горушки… зайца при обмене веществ. Хищники из-за перегрева быстро устают и прекращают погоню Особая острота слуха Кабан, или как его на Руси в старину называли, вепрь (слово, родственное слову свирепый) - ближайший родственник нашей домашней свиньи. У кабана, как и у всех обитателей густых зарослей, плохо развито зрение. Но чутье и слух у него очень острое: запах человека по ветру зверь учует на расстоянии в несколько сотен метров. Слух лисицы — отличный. Она слышит и отдаленный глухой лопот вздымающегося косача, и дальнее шипение взмахов ворона, и томный пересвист тетеревят, и чуть не за сотню шагов воспринимает тоненькое попискивание и шуршание мыши под толщею снега, в побуревшем травянистом клочке сорной травы и всякой ветоши. Лисица хорошо понимает источники разнообразных звуков и великолепно усваивает расстояние, с которого эти звуки долетают до нее… Птичьи романсы Синица Большая синица обладает богатым голосовым репертуаром — специалисты выделяют до 40 вариаций издаваемых ею звуков. Песня часто звучит при общении между членами пары, либо когда птица возбуждена. Кроме собственно пения, имеется и так называемая подпесня — мелодичное тихое щебетание, «мурлыканье», чаще всего исполняемое в феврале или марте. Сорока часто подаѐт голос, издавая характерные громкие стрекочущие звуки — переговариваясь друг с другом или заметив опасность. Это предостерегающий крик и звуковой сигнал тревоги и служит защите округа. Сорока ГОЛОВОЙ НАДО РАБОТАТЬ ! Дятлы вместо песни используют барабанную дробь, выбиваемую клювом по полому пню или другому предмету с хорошим резонансом Строение голосового аппарата птиц Важнейшим анатомическим признаком птиц является строение голосового аппарата сиринкса. Голосовой аппарат располагается на конце трахеи, где она разделяется на два бронха. Это небольшой барабан, возникший в результате сращения нескольких трахейных и Схема строения сиринкса: 1 — последнее свободное хрящевое бронхиальных хрящевых колец. С внешней кольцо трахеи; стороны на них расположены несколько пар 2 — тимпанальный орган; тонких голосовых мышц. Прохождение 3 — первая группа колец сиринкса; воздуха через голосовой аппарат регулируется 4 — козелок; двумя щелями, отвор которых меняется под 5 — боковая тимпанальная мембрана; воздействием внутренних и внешних язычков 6 — средняя тимпанальная голосовой связки; щели опоясаны перепонками. мембрана; При их натяжении голосовыми мышцами 7 — вторая группа колец сиринкса; возникает звук, который может усиливаться 8 — бронх; окружающими легочными мешками 9 — хрящевые кольца бронха Совы на слух определяют местонахождение мышей… Совы на слух определяют местонахождение мышей, на которых охотятся, и в темноте, и даже под полуметровым снегом. А удается это им благодаря особому устройству ушей: большие ушные отверстия так окружены перьями, что звук как бы стекает в ухо, как в воронку, и, кроме того, правая и левая ушные раковины расположены и направлены по-разному. Чтобы точно определить, где прячется жертва, совы двигают головой, но не вращают, как при зрительной оценке расстояния, а наклоняют ее из стороны в сторону. В результате оба уха совы воспринимают разные звуковые сигналы, а мозг рассчитывает данные о нахождении источника звука с точностью до миллиметра Орган слуха птиц 1-утрикулюс 2-саккулюс 3-лагена 4-слуховой сосочек 5-основная мембрана Внутреннее ухо птиц представляет собой короткую трубку, разделенную на три части: вестибулярную и тимпанальную лестницы, а также кохлеарный проток. Единственная слуховая косточка - стремечко имеет усложненную форму, увеличивающую ее подвижность при колебаниях барабанной перепонки, имеющей у птиц куполообразную форму и большие размеры. Барабанная перепонка погружена ниже уровня кожи и к ней ведет канал - наружный слуховой проход, по краю которого у части видов птиц образуется складка кожи - зачаток наружного уха. Контурные перья, прикрывающие наружный слуховой проход, по структуре отличаются от перьев близлежащих участков головы и служат не только для механической защиты слухового прохода, но и для организации звукового потока Весна, весна! Как высоко, На крыльях ветерка, Ласкаясь к солнечным лучам, Летают облака! Шумят ручьи! Блестят ручьи! Взревев, река несет На торжествующем хребте Поднятый ею лед! Еще древа обнажены, Но в роще ветхий лист, Как прежде под моей ногой И шумен, и душист. Весна Под солнце самое взвился И в яркой вышине Незримый жаворонок поет Заздравный гимн весне. Что с нею? Что с моей душой? С ручьем она ручей И с птичкой птичка! С ним журчит, Летает в небе с ней! Евгений Баратынский Почему журчит ручей? Перескакивая с камня на камень, бежит ручей. А где и как появляется его журчащий звук? Быстро текущая вода образует около камней водовороты и воронки. В этих водоворотах она как бы заглатывает в себя воздух. Вырваться из воды воздух может только при более спокойном течении. И журчание возникает уже за камнем — там, где из воды выходят пузырьки воздуха. Эти пузырьки, вызывая колебания, создают своеобразный звук бегущего ручья Растения «слышат» звуки Сон-трава Фиалки Брандушка В основе биологического воздействия звуков на растения лежит резонансный механизм. Звуковой сигнал воспринимается резонирующими системами в растительных клетках и тканях, и амплитуда их колебаний их возрастает. В конечном итоге происходит возрастание интенсивности процессов, происходящих в клетках и тканях растения Слезы дождя… Во время дождя капли барабанят по крыше дома. Звуки во время крупного, сильного и мелкого, моросящего дождя будут различаться… Дышать не слышно? Ученые долго ломали голову над тем, как ящерицы воспринимают звук. У этих животных отсутствует наружное и среднее ухо, однако "зачем-то" есть улитка - орган, предназначенный для обработки акустических сигналов. Животные слышат... легкими. Звук заставляет вибрировать грудную клетку животного. Эти вибрации затем транслируются во внутреннее ухо земноводных и пресмыкающихся Лето Я лежу на лyгy, в небесах - ни гyгy. Вдаль плывут облака, как немая река. А в траве, на земле, на цветке, на стебле Всюду пенье и свист, и живет всякий лист: Тут и муха, и жук, и зеленый паук. Прилетела пчела и в цветок уползла. Тут кузнечик усы чистит ради красы, И кряхтит мypавей за работой своей. Шмель мохнатый гудит и сердито глядит, Где цветок посочней, где медок повкyсней. А комаp-людоед, будто дpyг иль сосед, Будто в гости попав, полетел мне в pyкав. Будет жалить и петь, что же - надо терпеть! Я убить на лyгy никого не могу… Сергей Городецкий Вот это да – а! Тюльпан дубравный Обнаружили, что когда растению становится трудно добывать воду из пересохшей почвы, стебель растения начинает издавать ультразвуковые шумы. Присоединив к стеблям специальные микрофоны, можно уловить эти шумы и включать поливальные установки только тогда, когда сами растения этого требуют Рябчик русский Ятрышник – орхидея северного полушария Астрагал У сверчка три слуховых «прибора»! Первый слуховой «прибор» сверчка расположен на конце брюшка. Когда до волосков доходят звуковые волны — они колеблются, и чувствительные нервные клетки реагируют на колебания. Сверчок слышит звуки, раздающиеся неподалеку Английские ученые от него. Другой «прибор» сверчка спрятан под утверждают, что сверчок коленками . Множество особых длинных нервных является отличным клеток собраны в нем таким образом, что термометром. Надо получается нечто, похожее на веер. Когда сосчитать количество его свистков за 15 секунд колебания начинают распространяться по земле, прибавить 8, результат ноги сверчка передают их нервным клеткам, и те умножить на 5/6. Показания приходят в возбуждение. Третий слуховой орган сверчка довольно точны, сверчка находится в голенях передних ног. Его поскольку насекомое «обязанность» — улавливать звуки с дальнего исключительно чувствительно к температуре окружающей расстояния среды Средневековый рыцарь Богомол Дыбка степная Что может быть приятнее и романтичнее, чем вечерняя песня невидимого кузнечика! Смычком кузнечику служат ноги, снабженные шипами зазубринками, которыми он проводит по струнам толстым прожилкам надкрылий. Он также может потирать одно надкрылье о другое. Кроме скрипки, у кузнечика есть и усилитель - специальная тонкая перепонка, многократно усиливающая силу звука. С помощью характерного стрекота кузнечик привлекает внимание самки, как средневековый рыцарь поет серенаду под окном своей прекрасной дамы. Очень интересно устроен слуховой аппарат кузнечика: органы слуха расположены у него на голенях ног в виде крошечных щелочек, поэтому, прислушиваясь к чемулибо, кузнечик не вертит головой, а переставляет ноги… В центре стоячих волн Муравьи реагируют на звук только тогда, когда они оказываются в центре стоячих волн, а не у вершины, как млекопитающие. У насекомых раздражением, вызывающим слуховые восприятия, по-видимому, является не изменение давления, а скорость движения молекул, максимальная в центре волн. Действительно, наблюдения показали, что некоторые волоски антенн начинают колебаться при помещении насекомого в центр волн, где амплитуда движения частиц уменьшена до 2 мкм Орган слуха у комаров - джонстонов орган - расположен на 2-м членике антенны, воспринимает низкочастотные колебания Умеют ли рыбы разговаривать ? Рыбы говорят человеческим языком, только в сказках, но они вовсе не глухи и могут издавать звуки. Различные звуки они издают трением зубов, челюстей, жаберных крышек, с помощью воздушного пузыря, хвоста. Звуки им служат для общения и для отпугивания врагов. Рыбаки знают, что пескарь может пищать, а лещи издавать булькающие звуки. Но рыбы и воспринимают звук. Так хищники спешат на то место, где произошел всплеск другой, мелкой рыбы Три слуховых аппарата у рыб Сом Окунь Плавательный пузырь заменяет рыбам барабанную перепонку. А его колебания передаются внутреннему уху .Это четыре пары соединенных между собой косточек, получивших название «веберов аппарат». Плавательный пузырь, веберов аппарат и два внутренних уха связаны между собой. Но у рыб есть еще два уха: первое - это кожа, ее особые клетки воспринимают громкие звуки; второе - боковая линия. Клетки боковой линии на вершине оканчиваются волосками, а на противоположной стороне - веточкой нерва. Органы боковой линии воспринимают низкие звуки. Рыбы прекрасно слышат низкие звуки от 50 Гц , а по чувствительности к звукам, лежащим в диапазоне от 500 до 1000 Гц, слух рыб не уступает слуху млекопитающих Сверхострый слух Примером "сверхострого" слухача может служить небольшое насекомое-паразит - ормия. Это насекомое откладывает на сверчков крошечные личинки, которые затем вырастают, пожирая "приютившего" их "хозяина". Усач мускусный Слух ормии действительно редкостный: насекомое определяет направление звука с точностью до двух градусов. Ухо, которое находится ближе к источнику звука, отвечает быстрее другого. Но за счет того, что расстояние между барабанными перепонками Венгерская так мало, ведь размер головы всего полмиллиметра, жужелица они начинают колебаться в противофазе. Нервная система мгновенно вычисляет разницу давлений между ними и сигнализирует мышцам среагировать на источник звука. На все уходит около 50 наносекунд, а у человека в тысячу раз дольше Красотел пахучий Акустический анализатор бабочек Поликсена Махаон В груди бабочки - совки расположены специальные органы для акустического анализа ультразвуковых сигналов. Когда бабочка воспринимает сигнал от локатора хищника, она резко меняет направление полета, чтобы уйти от погони. Бабочки некоторых видов, обнаружив сигналы летучей мыши, сами начинают издавать ультразвуковые импульсы в виде щелчков. Причем, эти импульсы так действуют на хищника, что он, как бы пугаясь, улетает прочь… Бабочка-совка Звук - пропуск в улей Звук для пчел - пропуск в улей. Налегке пчела делает около 400-450 взмахов в секунду, а несущая добычу в улей - около 330. Для нашего уха эта разница почти неуловима, а вот для пчелиных сторожей, которые охраняют улей, она очень заметна. И эти строгие охранники ни за что не пропустят в дом пчел, вернувшихся порожняком. И уж тем более не позволят проникнуть пчелам-мародерам, которые вместо того чтобы трудиться над цветами, только и ждут возможности украсть нектар в чужом доме. Шмель Сколия степная Пчела Сюрприз от гоголя Малая белая цапля Лебедь-шипун Гоголь Осоед Жѐлтая цапля Во время брачных демонстраций самец издаѐт пронзительный скрежет «би-биииззз, сюрприииззз», обычно сопровождаемый низким сухим дребезжанием и похожий на писк зайца. Самка отвечает скрипучим «беррр-беррр». Кроме голоса, гоголя можно на слух определить по высоким звенящим свистам хлопающих крыльев самца в полѐте. Свистящее хлопанье характерно для многих уток, но только у гоголя звук такой звонкий и чистый Орлан белохвост Черноголовый Баклан Хохотунья Кряква Сокол сапсан Черный аист Скопа Большая белая цапля Эхолокатор стрижей Стрижи-саланганы гнездятся в пещерах. Поражает ловкость, с которой они на огромной скорости пролетают через щели, едва превышающие размах их крыльев. Ученые заинтересовались, как же такие птицы в полной темноте пещер не натыкаются на стены и находят свои гнезда. Оказалось, что на лету они издают зондирующие звуки и улавливают их отражение от стен пещеры. Подорлик малый Грач Ходулочник Стриж Белоголовый сип Балобан Фазан Полевой лунь Поручейник Красный коршун Журавль серый Серый сорокопут «Шестое чувство» или сейсмический слух Степной хорек Желтобрюхий полоз Орган слуха пресмыкающихся состоит из среднего уха с барабанной перепонкой и одной слуховой косточки - стремечка. Этот механизм усиливает звуки, распространяющиеся в воздушной среде. Во внутреннем ухе обособляется улитка, служащая аппаратом анализа и кодирования акустических сигналов. У змей слух особенно слаб, они лишены барабанной перепонки и воспринимают преимущественно звуки, распространяющиеся по земле или в воде ,так называемый сейсмический слух. То же свойственно и змеевидным ящерицам. Звуки змей - шипенье, хрип, стук хвостовых погремушек и некоторых ящериц -скрип чешуи, чаще служат угрожающим предупреждением Дарит осень чудеса, Да еще какие! Разнаряжены леса В шапки золотые. На пеньке сидят гурьбой Рыжие опята, И паук – ловкач какой! – Тянет сеть куда-то. Дождь и жухлая трава В сонной чаще ночью Непонятные слова До утра бормочут… Осень М. Геллер Хелицеры и педипальпы пауков, вот… Паук слышит с помощью очень крошечных волосков, расположенных на его ногах, где волна воздушного давления преобразовывается в электрические сигналы. Эти сигналы посылаются в мозг и интерпретируются как звук. Звуковые органы представляют собой стридуляторытрущиеся друг о друга поверхности с ребрышками или рядами щетинок. На когтеобразных хелицерах и педипальпах имеются ряды особых щетинок . Паук быстро трет ими друг о друга. Звуки, издаваемые мелкими пауками очень слабы и регистрируются только специальными приборами. Их высота — 325—425 колебаний в секунду. Почему шумит лес? Когда ветер слаб, то поток воздуха, встречая на своѐм пути ветви деревьев, спокойно их огибает и беззвучно следует дальше. Порывистые воздушные течения обходят препятствия то с одной, то с другой стороны, тем самым раскачивают его. Меж деревьев ветер воет и Ветви начинают колебаться с такой частотой, куражится, Если на дороге встретит - не что возникает слышимый звук. отвяжется Шумит лес в разное время по-разному. Весной, Песни будет выть свои унылые Будет ветками в твое окно когда листья нежные, их шелест низкий и мягкий; стучать с приближением осени листья делаются Будет о тебе всю ночь жѐсткими, и шелест их становится более грубым мечтать… и высоким по тону. Как струны разной длины и толщины звучат по-разному, так и различные породы деревьев дают неодинаковый шум. Хвойный лес со своими тонкими иглами всегда рождает шум более высокого тона, чем лиственный Шелест падающих листьев… В одном из рассказов К.Г. Паустовского есть такие строки: "Часто осенью я пристально следил за опадающими листьями, чтобы поймать ту незаметную долю секунды, когда лист отделяется от ветки и начинает падать на землю. Но это мне долго не удавалось. ... Фонарь освещал колодец, старый клен под забором и растрепанный ветром куст настурции на пожелтевшей клумбе. Я посмотрел на клен и увидел, как осторожно и медленно отделился от ветки красный лист… и косо начал падать к моим ногам, чуть шелестя и качаясь. Впервые я услыхал шелест падающего листа - неясный звук, похожий на детский шепот." Возможно ли услышать такое? Да, если ваше ухо способно воспринимать звуки интенсивностью 0,10,4 от порога слышимости. Динамическая пауза Ученики 10 класса: Лукина Юлия Горб Катя Савелькаева Вика Чабан Маргарита Торосян София Руководитель группы Костусяк Владимир Человек всегда жил в мире звуков Человек всегда жил в мире звука. Еще в давние времена рев зверя предупреждал нашего прародителя об опасности, шелест листьев, журчание ручья наполняли его душу спокойствием, воинственный боевой клич помогал устрашить врага Человеческий мозг воспринимает звук одновременно обоими полушариями: левое ощущает ритм, а правое – тембр и мелодию. Наибольшее воздействие оказывают ритмы, которые лежат в диапазоне от 2,2 до 4 колебаний в секунду – это очень близко к частоте дыхания и сердцебиения Алло, кожа слушает! При воздействии любых звуков мы слышим не только ушами, а всем телом. Ведь звук имеет волновую природу, а в коже находятся виброрецепторы, воспринимающие звуковые волны в широком диапазоне. Причем тело воспринимает звук даже раньше, чем уши, потому что под действием природного звука в нашем теле возникает гидравлическая волна, которая движется со скоростью 1,5 км в секунду и обгоняет электрический импульс, идущий по нейрону от барабанной перепонки Звук сжатого формата Вот почему любой природный звук кажется своим, родным: мы ведь сначала его почувствовали - и только потом услышали. А звук сжатого формата сначала осознается мозгом, и только потом уже на него реагирует тело. Именно такой звук ведет к различным нарушениям в организме человека Шум - самый наглый нарушитель спокойствия С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук, различной интенсивности и частоты. Шум может влиять на психику человека. Существует шумовая болезнь, когда человек нервно реагирует на источники звука. У человека возникает повышенная нервная возбудимость, быстрая утомляемость и повышенное артериальное давление Тишина В природе громки звуки редки, шум слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы Чудо - терапевт Уже давно доказано, что естественные звуки природы могут оказывать мощное терапевтическое действие на все жизненно важные системы человека Реестр пернатых эскулапов Соловей избавляет от головной боли, неврозов и депрессий. Славка повышает общий тонус. Полевой жаворонок снимает нервное напряжение. Канарейка успокаивает сердцебиение, лечит аритмию Зарянка Соловей Щегол помогает справиться с рассеянностью. Чиж — лекарь при астении (общей слабости). Зарянка — бальзам на душу при сердечных и суставных болях, бессоннице. Черный дрозд облегчает состояние гипертоников и страдающих от мигрени Эпикриз после концерта Люди, страдающие бессонницей, после 8−10 сеансов орнитотерапии засыпают без помощи лекарств, а головная боль исчезает. Пение дроздов в 2 раза быстрее лекарств снимает болевой синдром после хирургических вмешательств и способствует заживлению ран. Если женщина кормит малыша грудью, слушая при этом пернатого любимца, то у нее начинает прибывать молоко Эпикриз после концерта В Голландии орнитотерапию активно используют в кардиологических клиниках, а в Австралии — в лечении пациентов с болезнями суставов и позвоночника. Тренеры американских фитнес-центров обнаружили, что люди, занимающиеся под аудиозаписи птичьих концертов, худеют быстрее. В Институте звукотерапии штата Аризона (США) под аккомпанемент птичьих гамм на головах облысевших отращивают густые шевелюры Депрессии – нет! Звуки природы помогают активизировать области мозга, отвечающие за чувство радости и счастья. Они являются незаменимым средством для людей, страдающих от депрессии Главное – иммунитет! Во время прослушивания расслабляющих звуков природы, тело и разум расслабляются, что в свою очередь усиливает иммунную систему человека! Лимфатический узел Клетки иммунитета Антиген клеток крови Тайны ДНК Работающий в Научном институте Бекмана в Дуарте, штат Калифорния доктор Оно смог подобрать музыкальную ноту к каждой из шести аминокислот, составляющих код ДНК. Доктор Оно смог записать музыку, которую "играют" спирали ДНК различных живых существ. Это не разрозненные звуки, а настоящие мелодии. В одном из своих экспериментов он записал мелодию определенного типа раковых клеток. Она оказалась поразительно похожей на Траурный марш Шопена. Возможно, Шопен интуитивно воспринял эту мелодию у самой природы? Влияние звука на сознание Изучение нейрологического влияния звука показало, что человеческий мозг реагирует на чистые звуки вполне определенным образом. Позитронная томография, измеряющая уровень поглощения глюкозы на клеточном уровне, показала, что чистые звуки и музыка без слов стимулируют повышение клеточной активности в правом или "недоминантном" полушарии. Недоминантное полушарие (для большинства людей - правое) перерабатывает информацию, связанную с пространством, парадоксальную и не основанную на речи. Состояние повышенной творческой активности и гениальность легче всего достигаются через деятельность недоминантного полушария После длительного прослушивания звуков природы у человека происходит всплеск творчества, ускорение мысли, находятся решения неразрешимых проблем. Музыка, написанная под влиянием природных звуков, легка и воздушна, приносит успокоение Ученики 10 класса: Костусяк Владимир Буйная Катя Лихолат Елена Полянский Олег Шинкаренко Юлия Руководитель группы Сырых Игорь Лазерный осциллограф Оборудование и материалы: 1.Звуковая колонка 2.Держатель с плоским зеркалом 3.Лазерная указка 4.Электродвигатель 5.Реостат 6.Ключ 7.Соединительные провода 8.Экран 9. Мобильный телефон с записью звукового ряда различной октавы и звуков природы Лазерный осциллограф Беспокойный гений Эрнста Хладни Эрнст Хладни Фигуры Хладни Известный немецкий учѐный Хладни, занимаясь музыкой, изучал и звучание разных предметов: "Я нигде не мог найти научных объяснений относительно разных видов колебания и звучности тел. Я заметил, что маленькая стеклянная или металлическая пластинка, подвешиваемая за разные места, издавала различные звуки, когда я ударял по ней. Я зажал в тиски медную шайбу за шип, который был посреди шайбы, и заметил, что от скрипичного смычка она издаѐт различные звуки. Наблюдения Лихтенберга в области электричества навели меня на мысль, что различные колебания моей шайбы тоже обнаружатся, если посыпать еѐ песком. Когда я привѐл свою мысль в исполнение, то от колебания шайбы смычком на ней появились звѐздообразные фигуры из песка." узловые линии В ходе колебаний частицы, находящиеся в местах пучностей приходят в движение и скапливается в тех точках пластинки, которые неподвижны, то есть на узловых линиях. В результате на пластинке образуется хорошо видимая сетка узловых линий, «нарисованная» частицами. На границе, где происходит отражение волны, получается пучность, если среда, от которой происходит отражение, менее плотная (рис.а), и узел – если более рис.а плотная (рис.б). Так как расстояние между соседними узлами равно половине длины волны, то первый узел образуется на расстоянии четверти длины волны от края рис.б пластинки пучности Получение фигур Хладни Оборудование и материалы: 1.Звуковая колонка 2.Держатель 3.Пластинки из оргстекла различной формы 4. Мобильный телефон с записью звукового ряда различной октавы и звуков природы 5.Вибрирующая среда( пшено, манка, сахар ) Опыты с пшеном Распределение стоячих волн в опытах с манной крупой Фигуры Хладни показывают распределение стоячих волн, возникающих при вибрации пластинки. Простые фигуры вызываются низкими нотами, более сложные образуются при высоких нотах Распределение стоячих волн в опытах с кристаллами сахара Распределение стоячих волн при изменении формы пластинки Теоретическое изучение распространения звука в пластинках показывает, что по пластинке распространяется изгибная волна, скорость которой рассчитывается по формуле: V = (πdf)½ [k/3ρ(1-σ2)]¼ , где d – толщина пластинки, f - частота, k - модуль упругости, ρ - плотность материала пластинки, σ – коэффициент поперечного сжатия 1.Определим взвешиванием массу пластинки: m = 0.35 кг 2.Рассчитаем объем пластинки: V = 0,00027 м3 3. Определим плотность пластинки: ρ = m/V = 0.35/0,00027 = 1300 кг/ м3 4.Модуль упругости: Е = 4100000000 Па 5. Коэффициент поперечного сжатия: σ = 0,35 6. Толщина пластинки: d = 0,003 м 7. Рассчитаем скорость волны по Частота, формуле: Гц V = (πdf)½ [k/3ρ(1-σ2)]¼ , V=3,2 f 1/2 Скорость м/с Результаты эксперимента 80 90 100 120 140 160 28,6 30,4 32,0 35,1 37,9 40,5 8. Измерим длину волны по фигурам Хладни на различных частотах и рассчитаем скорость волны : Частота, Гц 80 90 100 120 140 160 Длина волны, м 0,32 0,3 0,28 0,26 0,25 0,23 Скорость волны, м/с 25,6 27,0 28,0 31,2 35,0 36,8 9.Построим зависимость скорости волны от частоты 10. По экспериментальным данным зависимость скорости волны от частоты: V=2,8 f 1/2 Результаты эксперимента 0,4 1 0,35 0,3 0,25 2 0,2 0,15 0,1 0,05 0 20 1 – теоретический расчет 2 - экспериментальные данные 40 60 80 100 120 Дисперсия скорости волны в пластинке Рисовальщик звуков В его основе работы CymaScope тонкая мембрана, в которой колебания возбуждаются при помощи звукового излучателя (на него подаѐтся любая интересующая учѐных запись). Аппарат имеет целую систему устранения резонансных помех. При изготовлении прибора на мембрану подают серию звуковых частот, а встроенные в аппарат акселерометры измеряют отклик. Затем индивидуальный цифровой фильтр конкретного экземпляра настраивается так, чтобы подавлять резонансные пики. Через этот фильтр затем и пропускается звук, прежде чем он попадѐт в излучатель и проявится рисунком на мембране. За «проявку» отвечает очень мелкий песок, равномерно рассыпаемый по мембране, либо тонкий слой воды и правильное освещение при видеосъѐмке CymaScope Наглядная модель волновых процессов При помощи визуализации звуков можно анализировать музыкальные произведения. Медики смогут оказать пациентам помощь при нарушении речи и слуха, поскольку существует визуальная обратная связь, позволяющая увидеть, корректно ли произносится то или иное слово. Для физиков она способна работать наглядной моделью целого Симаглифы ряда волновых процессов, Примеры картин, рисуемых протекающих как на молекулярном CymaScope. уровне, так и в масштабе целой 1 – «Фантазия» Вселенной 2 – альфа-ритм мозга, 3 – 9-я соната Бетховена Трубка Кундта Оборудование и материалы: 1.Звуковая колонка 2. Генератор звуковой частоты 3. Стеклянная труба с пластмассовой заглушкой и полиэтиленовой мембраной 4. Держатель 5.Вибрирующая среда пенопласт Интерференция встречных плоских волн с одинаковой амплитудой Стоячая волна - это , возникающий в результате интерференции колебательный Стоячая волна (чѐрная) процесс. Практически стоячие изображена в виде суммы двух волны возникают при отражении волн (красная и синяя), волн от преград. Падающая на распространяющихся в преграду волна и бегущая ей противоположных навстречу отраженная волна, направлениях. налагаясь друг на друга, дают стоячую волну. Колебания среды, при которых все точки колеблются в одной фазе, но с разными амплитудами называются стоячими волнами Только наблюдаем… Стеклянная трубка диаметром около 52 мм и длиной 116 см закрепляется горизонтально. На один конец трубки поставлена заглушка, а другой закрыт полиэтиленовой пленкой - мембраной. В трубку засыпается пенопласт и аккуратно распределяется вдоль всего дна. Напротив другого конца устанавливается громкоговоритель, подключенный к генератору звуковой частоты. При увеличении частоты до 120 Гц пенопласт внутри трубки приходит в заметное движение, местами "встает на дыбы" и эти места распределяются вдоль трубки с определенной периодичностью. Кроме того, наблюдается еще и периодическая смена возрастания и убывания интенсивности этих "гребенок" Рефлексия проектной деятельности Анализ проектной работы 1. Оптимально ли были определены цель деятельности и ее задачи? Оптимально, на 100% 2. Глубоко ли Вы исследовали проблему? Какие «белые пятна» в ней еще остались? Да, глубоко на 100% 3. Рационально ли Вы использовали имеющиеся средства? Да, на 100% 4. Какие виды деятельности были наиболее интересны? Экспериментальные работы, сбор информации, создание презентации, 5. Достаточно ли было времени на разработку проекта? Да - 78%, нет - 22% 6. Какие знания и умения Вы приобрели в процессе работы над проектом? Узнали о действии звуков на различные вещества, узнали больше о человеке и о его способностях, узнали больше о животных; физика, оказывается, интересный предмет 7. Какие свои способности развивали? Память, трудовые, интеллектуальные, ораторские 8. Что из Вашего опыта проектной деятельности Вам следует сохранить и использовать в будущем? знания о звуках, работа в команде , ответственность, прислушиваться к миру звуков, умение делать презентации 9. Где и зачем в будущем Вам может пригодиться приобретенный опыт? в работе, дома, в учѐбе, в жизни Рефлексия проектной деятельности Анализ сотрудничества 1. Был ли должный психологический комфорт в группе, реализовавшей данный проект? Да, на 100% 2. Каков был характер общения между участниками проекта? Дружеский, тѐплый, спокойный, понимающий 3. Хотели бы Вы поменять состав своей группы? Да - 99%, Нет - 1% 4. Все ли участники были достаточно активны? Да - 99%, Нет - 1% 5. Все ли смогли проявить свои способности? Да - 77%, нет- 23% 6. Удовлетворены ли Вы своей работой в группе? Да, на 100% Ресурсы htt: //ru.wikipedia.org http//www.classmag.ru/ http://www.yandex.ru/ http://www.google.ru/ http//www.festival.september.ru/
