Izvori zvuka. Zvučne vibracije

Zvuk je zvučni valovi koji uzrokuju vibracije najsitnijih čestica zraka, drugih plinova, kao i tekućih i čvrstih medija. Zvuk se može pojaviti samo tamo gdje postoji materija, bez obzira u kojem se stanju materije nalazi. U vakuumu, gdje nema medija, zvuk se ne širi, jer nema čestica koje djeluju kao propagatori zvučnih valova. Na primjer, u svemiru. Zvuk se može modificirati, modificirati, pretvarajući se u druge oblike energije. Dakle, zvuk se pretvara u radio valove ili u električna energija, mogu se prenositi na daljinu i snimati na informacijske medije.

Zvučni val

Kretanja predmeta i tijela gotovo uvijek uzrokuju oscilacije okoliš. Nije bitno je li voda ili zrak. U procesu toga, čestice medija, na koje se prenose vibracije tijela, također počinju oscilirati. Generiraju se zvučni valovi. Štoviše, pokreti se izvode u smjerovima naprijed i natrag, progresivno zamjenjujući jedni druge. Stoga je zvučni val uzdužni. Nikada u njemu nema poprečnog kretanja gore-dolje.

Karakteristike zvučnih valova

Kao i svaki fizički fenomen, oni imaju svoje vrijednosti, s kojima možete opisati svojstva. Glavne karakteristike zvučnog vala su njegova frekvencija i amplituda. Prva vrijednost pokazuje koliko se valova formira u sekundi. Drugi određuje snagu vala. Zvukovi niske frekvencije imaju niske frekvencijske vrijednosti i obrnuto. Frekvencija zvuka se mjeri u hercima, a ako prelazi 20.000 Hz, tada se javlja ultrazvuk. U prirodi i svijetu oko nas ima dovoljno primjera niskofrekventnih i visokofrekventnih zvukova. Cvrkut slavuja, grmljavina, huk planinske rijeke i ostalo sve su to različite frekvencije zvuka. Vrijednost amplitude vala izravno ovisi o tome koliko je glasan zvuk. Glasnoća se, pak, smanjuje kako se udaljavate od izvora zvuka. Sukladno tome, amplituda je manja, što je val udaljeniji od epicentra. Drugim riječima, amplituda zvučnog vala opada s udaljenosti od izvora zvuka.

Brzina zvuka

Ovaj pokazatelj zvučnog vala izravno ovisi o prirodi medija u kojem se širi. Ovdje također značajnu ulogu igraju vlažnost i temperatura. U sredini vremenski uvjeti brzina zvuka je otprilike 340 metara u sekundi. U fizici postoji nešto kao nadzvučna brzina, koja je uvijek veća po vrijednosti od brzine zvuka. Ovo je brzina kojom se zvučni valovi šire kada se zrakoplov kreće. Zrakoplov putuje nadzvučnim brzinama pa čak i nadmašuje zvučne valove koje generira. Zbog postupnog povećanja pritiska iza zrakoplova nastaje udarni zvučni val. Zanimljivo i malo ljudi zna mjernu jedinicu takve brzine. Zove se Mach. Mach 1 jednak je brzini zvuka. Ako se val kreće brzinom od 2 Macha, tada putuje dvostruko brže od brzine zvuka.

Šumovi

NA Svakidašnjica ljudske postoje stalne buke. Razina buke se mjeri u decibelima. Kretanje automobila, vjetar, šuštanje lišća, preplitanje ljudskih glasova i drugih zvučnih šumova naši su svakodnevni suputnici. Ali ljudski slušni analizator ima sposobnost naviknuti se na takve zvukove. Međutim, postoje i takve pojave s kojima se čak ni adaptivne sposobnosti ljudskog uha ne mogu nositi. Na primjer, buka veća od 120 dB može uzrokovati osjećaj boli. Najglasnija životinja plavi kit. Kada proizvodi zvukove, može se čuti na udaljenosti većoj od 800 kilometara.

Jeka

Kako nastaje eho? Ovdje je sve vrlo jednostavno. Zvučni val ima sposobnost odbijanja različite površine: od vode, od stijene, od zidova u praznoj sobi. Ovaj val nam se vraća, pa čujemo sekundarni zvuk. Nije tako jasan kao izvorni, jer se dio energije zvučnog vala raspršuje pri kretanju prema prepreci.

Eholokacija

Refleksija zvuka koristi se u razne praktične svrhe. Na primjer, eholokacija. Temelji se na činjenici da je uz pomoć ultrazvučnih valova moguće odrediti udaljenost do objekta od kojeg se ti valovi reflektiraju. Proračuni se provode mjerenjem vremena za koje će ultrazvuk doći do mjesta i vratiti se natrag. Mnoge životinje imaju sposobnost eholokacije. Na primjer, šišmiši, dupini ga koriste za traženje hrane. Eholokacija je našla drugu primjenu u medicini. Prilikom pregleda ultrazvukom formira se slika unutarnji organi osoba. Ova metoda temelji se na činjenici da se ultrazvuk, ulazeći u medij koji nije zrak, vraća natrag, formirajući tako sliku.

Zvučni valovi u glazbi

Zašto glazbeni instrumenti proizvode određene zvukove? Trzalice za gitaru, melodije klavira, niski tonovi bubnjeva i truba, šarmantan tanki glas flaute. Svi ovi i mnogi drugi zvukovi nastaju zbog vibracija u zraku ili, drugim riječima, zbog pojave zvučnih valova. Ali zašto je zvuk glazbenih instrumenata tako raznolik? Ispada da ovisi o nekoliko čimbenika. Prvi je oblik instrumenta, drugi je materijal od kojeg je napravljen.

Pogledajmo primjer žičanih instrumenata. Oni postaju izvor zvuka kada se žice dotaknu. Kao rezultat toga, počinju proizvoditi vibracije i slati ih u okolinu različite zvukove. Nizak zvuk bilo kojeg žičanog instrumenta posljedica je veće debljine i duljine žice, kao i slabosti njezine napetosti. I obrnuto, što je struna jača, što je tanja i kraća, to je više alt dobiveni kao rezultat igre.

Radnja mikrofona

Temelji se na pretvaranju energije zvučnih valova u električnu energiju. U ovom slučaju, jačina struje i priroda zvuka su u izravnom razmjeru. Unutar svakog mikrofona nalazi se tanka metalna ploča. Kada je izložen zvuku, počinje djelovati oscilatorna kretanja. Spirala na koju je ploča spojena također vibrira, što rezultira struja. Zašto se pojavljuje? To je zato što mikrofon također ima ugrađene magnete. Kada spirala vibrira između svojih polova, nastaje električna struja koja ide po spirali, a zatim do zvučnog stupca (zvučnik) ili do opreme za snimanje na informacijski medij (na kasetu, disk, računalo). Inače, slična struktura ima mikrofon u telefonu. Ali kako mikrofoni rade na stacionarnom i mobitel? Početna faza za njih je ista – zvuk ljudskog glasa prenosi svoje vibracije na ploču mikrofona, zatim sve ide gore opisanim scenarijem: spirala koja pri kretanju zatvara dva pola, stvara se struja. Što je sljedeće? Tako fiksni telefon sve je manje-više jasno - kao u mikrofonu, zvuk, pretvoren u električnu struju, prolazi kroz žice. A što je s mobitel ili npr. s voki-tokijem? U tim slučajevima, zvuk se pretvara u energiju radio valova i udara u satelit. To je sve.

Fenomen rezonancije

Ponekad se takvi uvjeti stvaraju kada se amplituda oscilacija fizičkog tijela naglo poveća. To je zbog konvergencije vrijednosti frekvencije prisilnih oscilacija i prirodne frekvencije oscilacija objekta (tijela). Rezonancija može biti i korisna i štetna. Na primjer, za spašavanje automobila iz rupe, on se pokreće i gura naprijed-natrag kako bi se izazvala rezonancija i dalo automobilu zamah. Ali bilo je slučajeva negativne posljedice rezonancija. Primjerice, u Sankt Peterburgu, prije stotinjak godina, srušio se most pod sinkroniziranim marširajućim vojnicima.

Zvuk nastaje mehaničkim vibracijama u elastičnim medijima i tijelima, čije se frekvencije nalaze u rasponu od 20 Hz do 20 kHz i koje ljudsko uho može percipirati.

Sukladno tome, mehaničke vibracije s naznačenim frekvencijama nazivaju se zvučnim i akustičnim. Nečujne mehaničke vibracije s frekvencijama ispod zvučnog raspona nazivaju se infrazvučnim, a one s frekvencijama iznad zvučnog raspona nazivaju se ultrazvučnim.

Ako se zvučno tijelo, kao što je električno zvono, stavi ispod zvona zračne pumpe, tada će, kako se zrak ispumpava, zvuk postajati sve slabiji i, konačno, potpuno će prestati. Prijenos vibracija s tijela sondiranja vrši se kroz zrak. Imajte na umu da tijekom svojih vibracija, sondirajuće tijelo tijekom svojih vibracija naizmjenično komprimira zrak u blizini površine tijela, a zatim, naprotiv, stvara razrjeđivanje u ovom sloju. Dakle, širenje zvuka u zraku počinje fluktuacijama gustoće zraka blizu površine tijela koje oscilira.

glazbeni ton. Glasnoća i visina

Zvuk koji čujemo kada njegov izvor čini harmonijsku oscilaciju naziva se glazbeni ton ili, ukratko, ton.

U bilo kojem glazbenom tonu na sluh možemo razlikovati dvije kvalitete: glasnoću i visinu.

Najjednostavnija zapažanja uvjeravaju nas da je ton bilo koje određene visine određen amplitudom vibracija. Zvuk vilice za podešavanje nakon udaranja postupno jenjava. To se događa zajedno s prigušenjem oscilacija, t.j. sa smanjenjem njihove amplitude. Jače udaranje viljuške za podešavanje, t.j. dajući vibracijama velike amplitude, čut ćemo glasniji zvuk nego kod slabog udara. Isto se može promatrati sa žicom i općenito s bilo kojim izvorom zvuka.

Ako uzmemo nekoliko vilica za ugađanje različitih veličina, onda ih neće biti teško rasporediti po uhu prema rastućem tonu. Dakle, oni će također biti smješteni u veličini: najveća vilica za podešavanje daje najniži zvuk, najmanja - najviši zvuk. Dakle, visina je određena frekvencijom titranja. Što je viša frekvencija, a time i kraći period titranja, čujemo viši ton.

akustična rezonancija

Fenomen rezonancije može se uočiti na mehaničkim vibracijama bilo koje frekvencije, posebno na zvučnim vibracijama.

Stavljamo dvije identične vilice za ugađanje jednu uz drugu, okrećući rupe kutija na koje su postavljene jedna prema drugoj. Kutije su potrebne jer pojačavaju zvuk vilica za podešavanje. To je zbog rezonancije između vilice za podešavanje i stupova zraka sadržanih u kutiji; stoga se kutije nazivaju rezonatorima ili rezonantnim kutijama.

Udarimo jednu od viljuški za podešavanje i onda je prigušimo prstima. Čut ćemo zvuk drugog tuninga.

Uzmimo dvije različite tuning vilice, t.j. s različitim visinama i ponovite pokus. Sada svaka od vilica za podešavanje više neće reagirati na zvuk druge vilice za podešavanje.

Nije teško objasniti ovaj rezultat. Vibracije jedne viljuške za kameru djeluju kroz zrak s određenom silom na drugu viljušku, uzrokujući njezine prisilne vibracije. Budući da kamera 1 vrši harmonijske oscilacije, tada će se sila koja djeluje na viljušku 2. mijenjati prema zakonu harmonijskih titranja s frekvencijom melodijske vilice 1. Ako je frekvencija sile drugačija, tada će prisilne oscilacije biti tako slabe da ih nećemo čuti.

Šumovi

Glazbeni zvuk (nota) čujemo kada je oscilacija periodična. Na primjer, ovakav zvuk proizvodi klavirska žica. Ako pritisnete nekoliko tipki u isto vrijeme, t.j. neka zvuči nekoliko nota, tada će osjećaj glazbenog zvuka biti sačuvan, ali jasno će doći do izražaja razlika između suglasnih (uhu ugodnih) i disonantnih (neugodnih) nota. Ispada da su one bilješke čije su periode u omjerima malih brojeva suglasne. Na primjer, konsonancija se dobiva kada je omjer perioda 2:3 (kvinta), 3:4 (kvant), 4:5 (glavna terca) itd. Ako su razdoblja povezana kao velike brojke, na primjer, 19:23, onda dobijete disonancu - glazbeni, ali neugodan zvuk. Ići ćemo još dalje od periodičnosti vibracija ako pritisnemo više tipki u isto vrijeme. Zvuk će biti bučan.

Šumove karakterizira jaka neperiodičnost oblika titranja: ili je to dugo osciliranje, ali vrlo složenog oblika (šištanje, škripanje), ili pojedinačne emisije (klikovi, kucanja). S ove točke gledišta, zvukove izražene suglasnicima (šištanje, labijalni itd.) također treba pripisati šumovima.

U svim slučajevima oscilacije buke sastoje se od ogromnog broja harmonijskih oscilacija različitih frekvencija.

Dakle, spektar harmonijske oscilacije sastoji se od jedne frekvencije. Za periodičnu oscilaciju, spektar se sastoji od skupa frekvencija – osnovnih i višekratnika. Kod suglasnika imamo spektar koji se sastoji od nekoliko takvih skupova frekvencija, pri čemu su glavni povezani kao mali cijeli brojevi. U disonantnim harmonijama, temeljne frekvencije više nisu u tako jednostavnom odnosu. Što je više različitih frekvencija u spektru, to smo bliže šumu. Tipični šumovi imaju spektre u kojima ima iznimno mnogo frekvencija.

Uz pomoć ove video lekcije možete naučiti temu „Izvori zvuka. Zvučne vibracije. Visina, ton, glasnoća. U ovoj lekciji naučit ćete što je zvuk. Također ćemo razmotriti raspon zvučnih vibracija koje percipira ljudski sluh. Odredimo što može biti izvor zvuka i koji su uvjeti potrebni za njegovu pojavu. Proučavat ćemo i karakteristike zvuka kao što su visina, tembar i glasnoća.

Tema lekcije posvećena je izvorima zvuka, zvučnim vibracijama. Govorit ćemo i o karakteristikama zvuka – visini, glasnoći i tembru. Prije nego što govorimo o zvuku, o zvučnim valovima, sjetimo se da se mehanički valovi šire u elastičnim medijima. Dio uzdužnih mehaničkih valova, koji percipiraju ljudski slušni organi, naziva se zvučni, zvučni valovi. Zvuk su mehanički valovi koje percipiraju ljudski slušni organi, a koji uzrokuju zvučne osjete. .

Eksperimenti pokazuju da ljudsko uho, ljudski organi sluha percipiraju vibracije s frekvencijama od 16 Hz do 20.000 Hz. Taj raspon nazivamo rasponom zvuka. Naravno, postoje valovi čija je frekvencija manja od 16 Hz (infrazvuk) i više od 20 000 Hz (ultrazvuk). Ali ovaj raspon, ove dijelove ljudsko uho ne percipira.

Riža. 1. Domet sluha ljudskog uha

Kao što smo rekli, područja infrazvuka i ultrazvuka ljudski slušni organi ne percipiraju. Iako ih mogu percipirati, na primjer, neke životinje, kukci.

Što ? Izvori zvuka mogu biti bilo koje tijelo koje vibrira frekvencija zvuka(od 16 do 20000 Hz)

Riža. 2. Oscilirajuće ravnalo stegnuto u škripcu može biti izvor zvuka

Okrenimo se iskustvu i vidimo kako nastaje zvučni val. Da bismo to učinili, potrebno nam je metalno ravnalo koje stegnemo u škripcu. Sada, djelujući na ravnalo, možemo promatrati vibracije, ali ne čujemo nikakav zvuk. A ipak se oko vladara stvara mehanički val. Imajte na umu da kada se ravnalo pomakne na jednu stranu, ovdje se formira zračna brtva. S druge strane je i pečat. Između ovih brtvi stvara se zračni vakuum. Uzdužni val - ovo je zvučni val, koji se sastoji od brtvi i zračnih pražnjenja. Frekvencija vibracije ravnala je u ovom slučaju manja od audio frekvencije, tako da ne čujemo ovaj val, ovaj zvuk. Na temelju iskustva koje smo upravo promatrali, krajem 18. stoljeća nastao je instrument nazvan vilica za melodiju.

Riža. 3. Širenje uzdužnih zvučnih valova iz vilice za podešavanje

Kao što smo vidjeli, zvuk se javlja kao rezultat vibracija tijela sa zvučnom frekvencijom. Zvučni valovi se šire u svim smjerovima. Mora postojati medij između ljudskog slušnog aparata i izvora zvučnih valova. Taj medij može biti plinovit, tekući, čvrst, ali to moraju biti čestice sposobne prenositi vibracije. Proces prijenosa zvučnih valova mora se nužno dogoditi tamo gdje postoji materija. Ako nema tvari, nećemo čuti nikakav zvuk.

Da zvuk postoji:

1. Izvor zvuka

2. srijeda

3. Slušni aparat

4. Frekvencija 16-20000Hz

5. Intenzitet

Prijeđimo sada na raspravu o karakteristikama zvuka. Prvi je teren. Visina zvuka - karakteristika, koja je određena frekvencijom titranja. Što je viša frekvencija tijela koje proizvodi vibracije, to će zvuk biti jači. Opet se okrenimo ravnalu, stegnutom u škripcu. Kao što smo već rekli, vidjeli smo vibracije, ali nismo čuli zvuk. Ako se sada duljina ravnala smanji, tada ćemo čuti zvuk, ali će biti puno teže vidjeti vibracije. Pogledaj liniju. Ako sada djelujemo na to, nećemo čuti nikakav zvuk, ali promatramo vibracije. Ako skratimo ravnalo, čut ćemo zvuk određene visine. Duljinu ravnala možemo još skratiti, tada ćemo čuti zvuk još veće visine (frekvencije). Istu stvar možemo primijetiti i kod tuning vilica. Ako uzmemo veliku viljušku za grijanje (naziva se i demonstracijska vilica) i udarimo u noge takve vilice, možemo promatrati oscilaciju, ali nećemo čuti zvuk. Ako uzmemo još jednu viljušku za podešavanje, onda ćemo, udarivši po njoj, čuti određeni zvuk. I sljedeća vilica za ugađanje, prava tuning vilica, koja služi za ugađanje glazbenih instrumenata. Proizvodi zvuk koji odgovara noti la, ili, kako kažu, 440 Hz.

Sljedeća značajka- tembar zvuka. Timbre naziva zvučna boja. Kako se ova karakteristika može ilustrirati? Timbar je razlika između dva identična zvuka koji različiti sviraju glazbeni instrumenti. Svi znate da imamo samo sedam bilješki. Ako čujemo istu notu A, snimljenu na violini i na klaviru, onda ćemo ih razlikovati. Odmah možemo reći koji je instrument stvorio ovaj zvuk. Upravo ta značajka - boja zvuka - karakterizira timbar. Mora se reći da timbar ovisi o tome koje zvučne vibracije se reproduciraju, uz temeljni ton. Činjenica je da su proizvoljne zvučne vibracije prilično složene. Sastoje se od skupa pojedinačnih vibracija, kažu spektra vibracija. Upravo je reprodukcija dodatnih vibracija (preglasa) ono što karakterizira ljepotu zvuka pojedinog glasa ili instrumenta. Timbre je jedna od glavnih i upečatljivih manifestacija zvuka.

Još jedna značajka je glasnoća. Jačina zvuka ovisi o amplitudi vibracija. Pogledajmo i provjerimo je li glasnoća povezana s amplitudom vibracija. Dakle, uzmimo vilicu za podešavanje. Učinimo sljedeće: ako slabo udarite vilicu za podešavanje, tada će amplituda oscilacija biti mala i zvuk će biti tih. Ako je sada vilica za podešavanje jače pogođena, onda je zvuk puno jači. To je zbog činjenice da će amplituda oscilacija biti mnogo veća. Percepcija zvuka je subjektivna stvar, ovisi o tome kakav je slušni aparat, kakvo je stanje osobe.

Popis dodatne literature:

Jeste li upoznati sa zvukom? // Quantum. - 1992. - br. 8. - C. 40-41. Kikoin A.K. O glazbenim zvucima i njihovim izvorima // Kvant. - 1985. - Broj 9. - S. 26-28. Osnovni udžbenik fizike. Ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.

Svrha lekcije: Formirajte ideju o zvuku.

Ciljevi lekcije:

Obrazovni:

stvoriti uvjete za usavršavanje znanja studenata o zvuku stečenog na studiju prirodnih znanosti,
pridonijeti proširenju i sistematizaciji znanja učenika o zvuku.

Razvijanje:

nastaviti razvijati sposobnost primjene znanja i vlastitog iskustva u raznim situacijama
promicati razvoj mišljenja, analizu stečenog znanja, isticanje glavne stvari, generalizaciju i sistematizaciju.

Obrazovni:

promicati poštovanje prema sebi i drugima,
promicati formiranje ljudskosti, dobrote, odgovornosti.

Vrsta lekcije: otkrivajući sadržaj.

Oprema: vilica za ugađanje, kuglica na niti, zračno zvono, frekventnomjer s trskom, set diskova s različitim brojem zubaca, razglednica, metalno ravnalo, multimedijska oprema, prezentacijski disk koji je razvio učitelj za ovu lekciju .

Tijekom nastave

Među raznim oscilatornim i valnim kretanjima koja se nalaze u prirodi i tehnologiji, posebno važnost u ljudskom životu imaju zvučne vibracije i valovi, i samo zvukovi. U svakodnevnom životu to su najčešće valovi koji se šire u zraku. Poznato je da se zvuk širi i u drugim elastičnim medijima: u zemlji, u metalima. Nakon što ste strmoglavo uronili u vodu, jasno možete čuti zvuk motora broda koji se približava iz daljine. Tijekom opsade u zidine tvrđave postavljani su “slušatelji”, koji su slijedili zemljani radovi neprijatelj. Ponekad su bili slijepi, čiji je sluh bio posebno akutan. Prema zvukovima koji se prenose u Zemlji, primjerice, pravovremeno je otkriveno neprijateljsko potkopavanje zidina Zagorskog samostana. Zbog prisutnosti organa sluha u čovjeku, on uz pomoć zvukova prima velike i raznolike informacije iz okoline. Ljudski govor se također provodi putem zvukova.

Pred vama su na stolu radni listovi s stihovima iz knjige Cvrčak iza kamina Charlesa Dickensa. Svatko od vas mora podcrtati one riječi koje izražavaju zvuk.

1 opcija

Preplašeni kosac došao je k sebi tek kad je sat pod njim prestao tresti, a zveckanje i zveket njihovih lanaca i utega konačno prestali. Nije ni čudo što je bio toliko uzbuđen: na kraju krajeva, ovaj zveckavi, koščati sat nije sat, već običan kostur! - sposoban uliti strah u bilo koga kad počne pucati kostima...
.... Onda je, pazite, čajnik odlučio provesti ugodnu večer. Nešto mu je nekontrolirano grkljalo u grlu i već je počeo ispuštati trzavo, zvučno frktanje, koje je odmah prekinuo, kao da još nije konačno odlučio treba li se sada pokazati kao društven. Tada je, nakon dva-tri uzaludna pokušaja da u sebi zagluši želju za društvenošću, odbacio svu svoju tmurnost, svu svoju suzdržanost i uletio u tako ugodnu, tako veselu pjesmu koju nije mogao pratiti nijedan plakač slavuja. njega ....
.... Čajnik je pjevao svoju pjesmu tako veselo i veselo da mu je cijelo željezno tijelo zujalo i poskakivalo preko vatre; a čak je i sam poklopac počeo plesati nešto poput džiga i kucati po čajniku (mletenje, zveckanje, zveckanje, škljocanje, zvučno frktanje, pjevanje, pucanje, pjevanje, zujanje, kucanje).

2. opcija:

Evo, ako hoćete, cvrčak je stvarno počeo odjekivati čajnikom! Pokupio je refren tako glasno na svoj, cvrkutavi način - niz, niz, niz! Glas mu je bio toliko zapanjujuće nesrazmjeran njegovoj visini u odnosu na čajnik, da bi vam se, kad bi odmah eksplodirao, poput puške napunjene previše punjenja, to izgledalo kao prirodan i neizbježan kraj, čemu je i sam težio svom snagom. .
.... Čajnik više nije morao pjevati solo. Nastavio je igrati svoju ulogu s neprestanim žarom, ali cvrčak je preuzeo ulogu prve violine i zadržao je. Bože moj, kako je cvrkutao! Njegov tanak, oštar, prodoran glas odzvanjao je cijelom kućom i vjerojatno je čak treperio poput zvijezde u tami iza zidova. Ponekad je, na najglasnije zvukove, iznenada ispustio tako neopisiv tren da se nehotice činilo da i sam skače visoko u naletu nadahnuća, a zatim ponovno pada na noge. Ipak, pjevali su u savršenom skladu, i cvrčak i kotlić... Tema pjesme ostala je ista, a kako su se natjecali pjevali su sve glasnije i glasnije. (glasno, refren, cvrkutanje - strek, strek, strek, prasak, solo, cvrkut, oštar, prodoran glas, zvoni, glasni zvukovi, trill, pjevao, pjesme, pjevao, glasnije)

Živimo u svijetu zvukova. Grana fizike koja proučava zvučne pojave naziva se akustika. (slajd 1).

Tijela koja vibriraju izvori su zvuka. (slajd 2).

"Sve što zvuči nužno oscilira, ali ne zvuči sve što oscilira."

Navedimo primjere tijela koja osciliraju, ali ne zvučna. Frekventomjerne trske, dugo ravnalo. Koje primjere možete navesti? (grana na vjetru, pluta u vodi, itd.)

Skratite ravnalo i čujete zvuk. Zračno zvono također proizvodi zvukove. Dokažimo da sondirajuće tijelo oscilira. Da biste to učinili, uzmite tuning vilicu. Vilica za podešavanje je lučna šipka pričvršćena na držač, udaramo ga gumenim čekićem. Donoseći zvučnu viljušku za kameru na malu kuglicu koja visi na niti, vidjet ćemo da je lopta skrenuta.

Prođemo li zvučnom viljuškom za grijanje preko stakla prekrivenog čađom, vidjet ćemo grafikon vibracija viljuške za podešavanje. Kako se zove takav grafikon? ( tuning fork obvezuje harmonijske vibracije )

Izvori zvuka mogu biti tekuća tijela pa čak i plinove. Zrak bruji u dimnjaku, a voda pjeva u cijevima.

Koji su neki primjeri izvora zvuka? ( mehanički satovi, kotlić za kuhanje, zvuk motora)

Kada tijelo zvuči, ono vibrira, njegove vibracije se prenose na obližnje čestice zraka, koje počinju vibrirati i prenose vibracije na susjedne čestice, a one zauzvrat prenose vibracije dalje. Kao rezultat, nastaju zvučni valovi koji se šire u zraku.

Zvučni val je zona kompresije i razrjeđivanja elastičnog medija (zrak), zvučni val je uzdužni val (slajd 3).

Zvuk percipiramo kroz svoj organ sluha – uho.

(Jedan od učenika priča kako se to događa) (slajd 4).

(Još jedan učenik govori o opasnostima slušalica.)

“Proučavajući ponašanje mladih ljudi u metrou metroa dva mjeseca, stručnjaci su došli do zaključka da svaki 8 od 10 aktivnih korisnika prijenosnih elektroničkih uređaja u moskovskom metrou sluša glazbu. Za usporedbu: pri jačini zvuka od 160 decibela bubnjići su deformirani. Snaga zvuka koju igrači reproduciraju preko slušalica jednaka je 110-120 decibela. Dakle, udar na uši osobe jednak je onom koji se vrši na osobu koja stoji 10 metara od mlaznog motora koji buči. Ako se takav pritisak na bubnjiće vrši svakodnevno, osoba riskira da ogluši. "U posljednjih pet godina mladi dječaci i djevojke sve češće dolaze na prijem", rekla je otorinolaringologinja Kristina Anankina. "Svi oni žele biti moderni, stalno slušati glazbu. Međutim, dugotrajno izlaganje glasnoj glazbi jednostavno ubija sluh .” Ako tijelo nakon rock koncerta treba nekoliko dana da se oporavi, onda s svakodnevnim napadom na uši, nema vremena za dovođenje sluha u red. Slušni sustav prestaje percipirati visoke frekvencije. "Svaka buka s intenzitetom većim od 80 decibela negativno utječe na unutarnje uho", kaže Vasilij Korvjakov, kandidat medicinskih znanosti, audiolog. "Glasna glazba utječe na stanice odgovorne za percepciju zvuka, posebno ako napad dolazi izravno iz slušalica. Pogoršava se i situacija "vibracije u metrou, što također negativno utječe na strukturu uha. U kombinaciji ova dva čimbenika izazivaju akutni gubitak sluha. Njegova glavna opasnost je da dolazi doslovno preko noći, ali ga je vrlo problematično izliječiti." Zbog izlaganja buci u našem uhu, stanice dlake odgovorne za prijenos odumiru. zvučni signal u mozak. A medicina još nije pronašla način da obnovi te stanice.”

Ljudsko uho percipira vibracije s frekvencijom od 16-20000 Hz. Sve ispod 16 Hz je infrazvuk, sve nakon 20000 Hz je ultrazvuk (slajd 6).

Sada ćemo slušati u rasponu od 20 do 20000 Hz, a svatko od vas će odrediti svoj prag sluha (slajd 5).(Generator vidi Dodatak 2)

Mnoge životinje čuju infra- i ultrazvuk. učinak učenika (slajd 6).

Zvučni valovi se šire u čvrstim, tekućim i plinovitim tijelima, ali se ne mogu širiti u vakuumu.

Mjerenja pokazuju da je brzina zvuka u zraku pri 0°C i normalnom atmosferskom tlaku 332 m/s. Kako temperatura raste, brzina se povećava. Za zadatke uzimamo 340 m/s.

(Jedan od učenika rješava zadatak.)

Zadatak. Brzinu zvuka u lijevanom željezu prvi je odredio francuski znanstvenik Biot na sljedeći način. Na jednom kraju cijev od lijevanog željeza udarili su u zvono, na drugom kraju promatrač je čuo dva zvuka: prvi - jedan, koji je dolazio kroz lijevano željezo, i, nakon nekog vremena, drugi, koji je dolazio kroz zrak. Duljina cijevi je 930 metara, ispostavilo se da je vremenski interval između širenja zvukova 2,5 s. Iz ovih podataka pronađite brzinu zvuka u lijevanom željezu. Brzina zvuka u zraku je 340 m/s ( Odgovor: 3950 m/s).

Brzina zvuka u raznim okruženjima (slajd 7).

Meka i porozna tijela su loši provodnici zvuka. Kako bi zaštitili svaku prostoriju od prodora stranih zvukova, zidovi, pod i strop položeni su slojevima materijala koji apsorbiraju zvuk. Takvi materijali su: filc, prešano pluto, porozno kamenje, olovo. Zvučni valovi u takvim međuslojevima brzo opadaju.

Vidimo koliko je zvuk raznolik, okarakterizirajmo ga.

Zvuk koji proizvodi tijelo koje harmonijski vibrira naziva se glazbeni ton. Svaki glazbeni ton (do, re, mi, fa, salt, la, si) odgovara određenoj duljini i frekvenciji zvučnog vala (slajd 8).

Naša tuning vilica ima ton la, frekvenciju od 440 Hz.

Buka je kaotična mješavina harmonijskih zvukova.

Glazbene zvukove (tonove) karakterizira glasnoća i visina, boja.

Slab udarac u držač vilice za podešavanje prouzročit će oscilacije male amplitude, čut ćemo tihi zvuk.

Jak udarac će izazvati oscilacije veće amplitude, čut ćemo jak zvuk.

Jačina zvuka određena je amplitudom oscilacija u zvučni val (slajd 9).

Sada ću rotirati 4 diska, koji imaju različit broj zuba. Dotaknut ću razglednicu ovim zubima. U disku s velikim zubima razglednica češće vibrira i zvuk je jači. Za disk s manje zubaca razglednica slabije oscilira i zvuk je niži.

Visina zvuka određena je frekvencijom zvučnih vibracija. Što je viša frekvencija, to je jači zvuk. (slajd 10)

Najviša ljudska sopranska nota oko 1300 Hz

Najniža ljudska nota je bas na oko 80 Hz.

Tko ima viši ton kod komarca ili bumbara? A što mislite tko češće maše krilima komarac ili bumbar.

Timbar zvuka je svojevrsna boja zvuka po kojoj razlikujemo glasove ljudi raznih instrumenata. (slajd 11).

Svaki složeni glazbeni zvuk sastoji se od niza jednostavnih harmonijskih zvukova. Najniži od njih je glavni. Ostali su veći od njega cijeli broj puta, na primjer, 2 ili 3-4 puta. Zovu se prizvuci. Što se više prizvuka umiješa u osnovni ton, to će zvuk biti bogatiji. Visoki prizvuci daju tembru "sjaj" i "svjetlinu" i "metaličnost". Niske daju "moć" i "sočnost". A.G. Stoletov je napisao: "Jednostavni tonovi koje imamo iz naših viljuški za melodije ne koriste se u glazbi, oni su bezukusni i bezukusni kao destilirana voda."

Sidrenje

Kako se zove proučavanje zvuka?
Na Mjesecu je došlo do velike eksplozije. Na primjer, vulkanska erupcija. Hoćemo li to čuti na Zemlji?
Vibriraju li glasnice rjeđe kod bas ili tenora pjevača?
Većina insekata ispušta zvuk kada leti. Što je uzrokovano?
Kako bi ljudi mogli komunicirati na Mjesecu?
Zašto se lupkaju prilikom provjere kotača vagona tijekom zaustavljanja vlaka?

Domaća zadaća:§34-38. Vježba 30 (br. 2, 3).

Književnost

Kolegij fizike, P II, for Srednja škola/ Peryshkin A.V. – M.: Prosvjeta, 1968. – 240 str.
Oscilacije i valovi u predmetu fizike za srednju školu. Priručnik za učitelje / Orekhov V.P. – M.: Prosvjeta, 1977. – 176 str.
Cvrčak iza ognjišta / Dickens Ch. - M .: Eksmo, 2003. - 640s.

Pitanja.

1. Recite nam o pokusima prikazanim na slikama 70-73. Kakav zaključak iz njih proizlazi?

U prvom pokusu (slika 70) metalno ravnalo stisnuto u škripac proizvodi zvuk kada vibrira.
U drugom pokusu (sl. 71.) mogu se promatrati vibracije žice koja također stvara zvuk.
U trećem pokusu (slika 72) uočava se zvuk vilice za podešavanje.
U četvrtom pokusu (sl. 73.) na čađavoj pločici "snimaju" se vibracije vilice za podešavanje. Svi ti eksperimenti pokazuju oscilatornu prirodu podrijetla zvuka. Zvuk dolazi od vibracija. U četvrtom eksperimentu to se također može vizualno uočiti. Vrh igle ostavlja trag u obliku bliskom sinusoidi. U ovom slučaju, zvuk se ne pojavljuje niotkuda, već ga stvaraju izvori zvuka: ravnalo, žica, vilica za podešavanje.

2. Kako zajedničko vlasništvo posjeduje sve izvore zvuka?

Svaki izvor zvuka mora oscilirati.

3. Mehaničke vibracije kojih frekvencija se nazivaju zvukom i zašto?

Zvučne vibracije nazivaju se mehaničkim vibracijama s frekvencijama od 16 Hz do 20 000 Hz, jer. u ovom frekvencijskom rasponu ih osoba percipira.

4. Koje se vibracije nazivaju ultrazvučnim? infrazvuk?

Oscilacije s frekvencijama iznad 20 000 Hz nazivaju se ultrazvučnim, a one s frekvencijama ispod 16 Hz nazivaju se infrazvučnimi.

5. Recite nam o mjerenju dubine mora pomoću eholokacije.