Звуковые волны - pedportal.net

Тема урока: Источники звука. Распространение звука.
Предмет: физика
Класс: 9
Цель урока:
Образовательные: актуализировать и расширить знания по разделу «Механические колебания
и волны. Звук»; сформировать понятия: звук, источники звука, ультразвук, инфразвук;
Развивающие: формирование познавательных интересов (активное восприятие информации,
умение работать с книгой); формирование и развитие интереса к предмету;
Воспитательные: воспитание и формирование коммуникативных качеств, воспитание культуры
логического мышления и самостоятельности.
Задачи урока:
1. Объяснить причинно-следственную связь между колеблющимся телом и звуковыми
колебаниями.
2. Углубить представление о взаимосвязи и обусловленности явлений, их познаваемости.
3. Показать, что звуки могут оказывать на здоровье человека как положительные, так и
отрицательные воздействия.
Тип урока: урок изучения нового материала
Технологии: ИКТ, интегративное обучение,
обучение.
личностно- ориентированное развивающее
Учебно-методическое обеспечение:
Перышкин А.В. Физика. 9 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений /А.В.Перышкин,
Е.М.Гутник. – 13-е изд., дораб. – М.: Дрофа, 2008.
Необходимое оборудование и материалы для урока: компьютер, мультимедийный проектор,
экран, презентация к уроку.
Оборудование демонстрационное: камертон, молоточек камертона, математический маятник
Демонстрации:
1. Возникновение звуковых волн (голоса)
2. Опыт с металлической линейкой, зажатой одним концом в тисках.
3. Звучание двух стаканов: с водой и без воды при ударе ложкой.
4. Опыт с камертоном и шариком, подвешенным на нити.
Ход урока.
I. Организационный момент.
Добрый день! Пожалуйста, садитесь. Сегодняшний урок физики необычный. К нам пришли
гости. Хочется надеяться, что их присутствие будет способствовать более серьёзному и
ответственному отношению к уроку, и вас появится желание продемонстрировать прочные
знания по предмету.
II. Актуализация знаний.
Учитель: На прошлых занятиях мы изучали механические колебания и волны. Вспомним, о
чём мы с вами говорили.
Для проверки выполнения домашнего задания учитель предлагает:
1) первому ученику заполнить у доски таблицу из 3 колонок:
Величины,
Единицы
Обозначения
описывающие измерения
колебания,
потом - волны
Амплитуда
м
А
Частота
Гц
Период
с
Т
Длина волны
м
Скорость
м/с
v
2) в это же время второй ученик у доски будет решать одну задачу базового уровня
обязательно, и одну задачу повышенного уровня сложности
а). Расстояние между ближайшими гребнями волн в море 10 м. Какова частота ударов
волн о корпус лодки, если их скорость 3 м/с? (ответ: 0,3 Гц).
б). Мимо неподвижного наблюдателя за 20 с прошло 5 гребней волн, начиная с первого,
со скоростью 4 м/с. Какова длина волны? (ответ: 16 м).
3) остальные учащиеся отвечают на вопросы учителя устно (слайд № 1)
1. Что называется колебанием?
2. Что называется волной?
3. Что такое период? Частота?
4. Какими физическими величинами описывают волну?
5. Что называется длиной волны?
6. Назовите формулу скорости волны?
7. Какие Вы знаете виды волн?
8. В какой среде распространяются продольные и поперечные волны?
9.Волны продольные -это волны…., волны поперечные –это волны…..
III . Изучение нового материала.
Учитель: Сегодня продолжим знакомство ещё с одним видом механических колебаний.
Тему урока я предлагаю вам сформулировать самостоятельно, после просмотра следующего
видеоролика. На экране демонстрируется видеоролик.
Пожалуйста, предлагайте варианты темы урока.
Источники звука. Распространение звука. (слайд2)
Богат, красив, разнообразен,
Но всех нас мучает вопрос
Откуда звуки возникают,
Что слух наш всюду
услаждают?
Пора задуматься всерьез (слайд 4)
Учитель:
Еще с древних времен 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. Звуки окружают нас с самого раннего детства.
Самый первый звук – голос матери.
Сейчас нас окружает море звуков, в том числе и вредных для здоровья: гул самолетов, рёв
мотоциклов, урчание автомобилей, шум заводов и т.п. Так что же такое звук? Как он возникает?
Чем одни звуки отличаются от других?
Раздел физики, в котором изучаются звуковые явления, называется акустикой
( слайд5)
Учитель:
Услышав какой-то звук, мы обычно можем установить, что он дошел до нас от какого-то
источника ,который может являться источником звука.
Выясним , что общим является то, что порождает звук ? Что может служить источником
звука? Для этого проведем следующие опыты:
1. Опыт с металлической линейкой, зажатой одним концом в тисках.
2. Звучание двух стаканов: с водой и без воды при ударе ложкой.
3 Опыт с камертоном. После удара молоточком по ножке камертона мы слышим звук.
4.Шарик на нити
5.Колокольчик
Ученики:
Делают вывод, о том что источником звука является колеблющееся тело - это общее
свойство источников звука. (слайд6)
Приемники звуковых волн бывают естественные и искусственные. (слайд7)
К искусственным источникам звука мы относим камертон .(слайд8)
Камертон был изобретен в 1711 году английским музыкантом Шором для настройки
музыкальных инструментов. Он состоит из V-образной трубки и резонаторного ящичка, который
открыт с одного торца для усиления звука. Стандартный камертон излучает волны с частотой
440 Гц.
Учитель: Но как звук доходит до нас?
Звук от источника доходит до нас через воздух, который разделяет наше ухо и источник
звука. А так как источником звука является колеблющееся тело, то оно создает в пространстве
попеременные сжатия и разрежения воздуха, и возникают упругие волны. Значит можно сделать
вывод, что звук распространяется в виде волн.
Звук (звуковые волны) – это упругие волны, способные вызвать у человека слуховые
ощущения.(слайд9)
Учитель:
Поднесем камертон к шарику, подвешенному на нити , к линейке, просто помашем рукой.
Слышим ли мы звуки? Создаётся ли звук?
.
Вывод: не всякое колеблющееся тело создает звук. Наше ухо воспринимает звук, частота
которого находится в определенном интервале .(слайд10)
Естественным приемником звуковых волн является ухо. Человеческое ухо воспринимает
колебания в диапазоне примерно от 16 Гц до 20 кГц. Поэтому колебания этого диапазона частот
называются звуковыми. Животные в качестве звука могут воспринимать волны несколько иных
частот. У кошки диапазон гораздо шире от 60 Гц до 60 кГц. Довольно широка полоса
слышимости у птиц, черепахи, лягушки, кузнечика. (слайд11)
Учитель: Работа с учебником $34.Колебания с частотой меньше 16Гц и больше 200000Гц
как называются и где распространяются?
Механические колебания, частота которых превышает 20000 Гц, называются ультразвуками,
а колебания с частотами менее 16 Гц – инфразвуками. ( слайд12-21)
Чувствительность уха к высоте звука меняется с возрастом: в детстве мы слышим
высокочастотные звуки лучше, чем в зрелом возрасте. Как слышит человеческое ухо?(слайд22)
Выступление заранее подготовленного учащегося: (слайд23)
Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха. К наружному уху относятся
слуховая раковина и наружный слуховой проход. Покрытые кожей ушные раковины состоят из
хряща. Они улавливают звуки и направляют их в слуховой проход. Внутренний конец
наружного слухового прохода затянут барабанной перепонкой, которая преобразует воздушные
звуковые волны в механические колебания. Парные слуховые проходы позволяют точнее
локализовать источник звука. Наружное ухо имеет форму воронки. Его строение существенно
влияет на восприятие звуков. Слуховой проход представляет собой резонатор, собственная
частота колебаний которого близка к 3000 Гц.
К среднему уху относятся евстахиева труба и три мелкие косточки – молоточек, наковальня и
стремечко. Молоточек соединён с барабанной перепонкой, а стремечко- с мембраной овального
окна, разграничивающей среднее и внутреннее ухо. Эти косточки образуют систему рычагов,
которые преобразуют колебания воздуха в колебания жидкости. Система костных рычагов
примерно в 20 раз увеличивают силу воздействия колебаний барабанной перепонки.
Внутренне ухо состоит из сложной системы сообщающихся между собой каналов и
полостей, называемой лабиринтом. Часть лабиринта представлена улиткой – спирально
закрученной трубкой, состоящей из 2,5 – 2,75 витков. Улитка состоит из трёх каналов,
разделённых двумя эластичными мембранами. Внутри каналов находится жидкость. Овальное
окно располагается у основания одного из этих каналов. У основания другого канала находится
закрытое перепонкой отверстие – круглое окно, которое ведёт в среднее ухо. На основной
мембране расположены рецепторы слуха – кортиев орган, состоящий из рецепторных клеток с
выступающими над ними волосками. Колебания мембраны овального окна передаются
жидкости, находящейся в каналах. Колебания жидкости воспринимаются рецепторными
клетками, В них возникают импульсы, которые по слуховому нерву достигают подкорковых
образований и далее поступают в височную область коры, где и преобразуются в слова.
Учитель: Мы выяснили с Вами, как мы слышим, но тогда возникает вопрос, а как мы
говорим? Что является для нас источником колебаний? (слайд24-25)
Учитель: Таким образом , мы узнали, как возникает слуховое ощущение и мы слышим,
каким образом создаются звуковые колебания.
Во всех ли средах распространяется звук? ( слайд26).Можно ли считать воздух передающей
средой?
Работа с учебником : $37(слайд27)
• Хорошо проводят звуки упругие вещества: металлы, древесина, жидкости, газы.
• Плохие проводники звука: войлок, пенопласт, пористые камни.
• Жидкости хорошо проводят звук.
Воздух является передающей средой ,т.е. веществом , в котором звук распространяется от
источника к приёмнику, к нашему уху.
Вывод: Звук распространяется в любой упругой среде –твёрдой, жидкой, газообразной
,но не может распространяться ,где нет вещества.(слайд28)-вакуум
IV.Закрепление .
Работа с карточками. Ответить на вопросы.
А)1.Каких птиц или насекомых мы слышим? Как это определить? (отвечают, что надо найти
частоту колебания источника, а потом посмотреть входит ли она в тот интервал частот,
который мы слышим)
2. У какого насекомого самый высокий звук?
3. Кто в полёте быстрее машет крыльями: муха, шмель или комар?
Насекомые,
птицы
Период,
с
Частота,
Гц
Условия
слышимости
Аисты
0,5
2
нет
Воробьи
0,077
До 13
нет
Вороны
0,3 - 0,25
3-4
нет
Майские жуки
≈ 0,02
45
да
Комары
0,002 – 0,001
500-1000
да
Мухи комнатные
0,005 – 0,003
190-330
да
Пчёлы
0,0025 - 0,002
400-500
да
Шмель
0,008 - 0,004
130 - 240
да
Слепни
≈ 0,01
100
да
Стрекозы
0,026 – 0,01
38 -100
да
В) Можно ли разговаривать на Луне? Можно ли слышать звук сильного взрыва на Луне?
V.Подведение итогов урока
Мы узнали, что
1) любое колеблющееся тело создаёт звук;
2) звуковые волны – это упругие волны, вызывающие у человека слуховые ощущения;
3) звуки бывают слышимые и неслышимые
4) процесс распространения звука (слайд26)
VI.Домашнее задание (слайд27)
§ 34, 38
Дополнительно: (слайд28-35)Проблема звук друг или враг?