Źródła dźwięku. Wibracje dźwiękowe

Dźwięk to fale dźwiękowe, które powodują drgania najmniejszych cząsteczek powietrza, innych gazów oraz mediów ciekłych i stałych. Dźwięk może pojawić się tylko tam, gdzie jest materia, bez względu na jej stan. W próżni, gdzie nie ma ośrodka, dźwięk się nie rozchodzi, ponieważ nie ma cząstek, które pełnią funkcję propagatorów fal dźwiękowych. Na przykład w kosmosie. Dźwięk można modyfikować, modyfikować, zamieniając w inne formy energii. W ten sposób dźwięk zamienia się w fale radiowe lub w energia elektryczna, mogą być przesyłane na odległość i zapisywane na nośnikach informacji.

Fala dźwiękowa

Ruchy obiektów i ciał prawie zawsze powodują oscylacje środowisko. Nie ma znaczenia, czy to woda, czy powietrze. W procesie tym zaczynają oscylować również cząstki ośrodka, do którego przenoszone są drgania ciała. Generowane są fale dźwiękowe. Co więcej, ruchy są wykonywane w kierunkach do przodu i do tyłu, stopniowo zastępując się nawzajem. Dlatego fala dźwiękowa jest podłużna. Nigdy w nim nie ma ruchu poprzecznego w górę iw dół.

Charakterystyka fal dźwiękowych

Jak każde zjawisko fizyczne mają swoje wartości, którymi można opisać właściwości. Głównymi cechami fali dźwiękowej są jej częstotliwość i amplituda. Pierwsza wartość pokazuje, ile fal powstaje na sekundę. Drugi określa siłę fali. Dźwięki o niskiej częstotliwości mają niskie wartości częstotliwości i odwrotnie. Częstotliwość dźwięku mierzy się w hercach, a jeśli przekracza 20 000 Hz, pojawia się ultradźwięk. Istnieje wystarczająco dużo przykładów dźwięków o niskiej i wysokiej częstotliwości w przyrodzie i otaczającym nas świecie. Ćwierkanie słowika, grzmoty, ryk górskiej rzeki i inne to różne częstotliwości dźwięku. Wartość amplitudy fali zależy bezpośrednio od tego, jak głośny jest dźwięk. Z kolei głośność zmniejsza się wraz z oddalaniem się od źródła dźwięku. W związku z tym amplituda jest tym mniejsza, im dalej od epicentrum znajduje się fala. Innymi słowy, amplituda fali dźwiękowej maleje wraz z odległością od źródła dźwięku.

Prędkość dźwięku

Ten wskaźnik fali dźwiękowej jest bezpośrednio zależny od charakteru ośrodka, w którym się rozchodzi. Ważną rolę odgrywają tu również wilgotność i temperatura. Pośrodku warunki pogodowe prędkość dźwięku wynosi około 340 metrów na sekundę. W fizyce istnieje coś takiego jak prędkość naddźwiękowa, która zawsze ma większą wartość niż prędkość dźwięku. Jest to prędkość, z jaką rozchodzą się fale dźwiękowe podczas ruchu samolotu. Samolot porusza się z prędkością ponaddźwiękową, a nawet wyprzedza generowane przez niego fale dźwiękowe. Z powodu stopniowego wzrostu ciśnienia za samolotem powstaje fala uderzeniowa. Ciekawe i niewiele osób zna jednostkę miary takiej prędkości. Nazywa się Mach. Mach 1 jest równy prędkości dźwięku. Jeśli fala porusza się z prędkością Mach 2, to porusza się dwa razy szybciej niż prędkość dźwięku.

Hałasy

W Życie codzienne człowieka są ciągłe odgłosy. Poziom hałasu mierzony jest w decybelach. Ruch samochodów, wiatr, szelest liści, przeplatanie się głosów ludzi i innych dźwięków towarzyszą nam na co dzień. Ale ludzki analizator słuchu potrafi przyzwyczaić się do takich dźwięków. Istnieją jednak również takie zjawiska, z którymi nie radzą sobie nawet zdolności adaptacyjne ludzkiego ucha. Na przykład hałas przekraczający 120 dB może powodować uczucie bólu. Najgłośniejsze zwierzę Płetwal błękitny. Kiedy wydaje dźwięki, można go usłyszeć z odległości ponad 800 kilometrów.

Echo

Jak powstaje echo? Tutaj wszystko jest bardzo proste. Fala dźwiękowa ma zdolność odbijania się różne powierzchnie: z wody, ze skały, ze ścian w pustym pokoju. Ta fala wraca do nas, więc słyszymy dźwięk wtórny. Nie jest tak wyraźna jak pierwotna, ponieważ część energii fali dźwiękowej jest rozpraszana podczas poruszania się w kierunku przeszkody.

Echolokacja

Odbicie dźwięku jest wykorzystywane do różnych celów praktycznych. Na przykład echolokacja. Polega ona na tym, że za pomocą fal ultradźwiękowych można określić odległość do obiektu, od którego te fale są odbijane. Obliczenia przeprowadza się mierząc czas, w którym USG dotrze na miejsce i powróci z powrotem. Wiele zwierząt ma zdolność echolokacji. Na przykład nietoperze, delfiny używają go do poszukiwania pożywienia. Echolokacja znalazła inne zastosowanie w medycynie. Podczas badania za pomocą ultradźwięków powstaje obraz narządy wewnętrzne osoba. Metoda ta polega na tym, że ultradźwięki wpadając do ośrodka innego niż powietrze, powracają, tworząc w ten sposób obraz.

Fale dźwiękowe w muzyce

Dlaczego instrumenty muzyczne wydają określone dźwięki? Kostki do gitary, melodie fortepianu, niskie tony bębnów i trąbek, czarujący cienki głos fletu. Wszystkie te i wiele innych dźwięków są spowodowane wibracjami w powietrzu, czyli innymi słowy, pojawieniem się fal dźwiękowych. Ale dlaczego dźwięk instrumentów muzycznych jest tak zróżnicowany? Okazuje się, że zależy to od kilku czynników. Pierwszy to kształt instrumentu, drugi to materiał, z którego jest wykonany.

Spójrzmy na przykład instrumentów strunowych. Stają się źródłem dźwięku po dotknięciu strun. W rezultacie zaczynają wytwarzać wibracje i wysyłać do otoczenia różne dźwięki. Niski dźwięk każdego instrumentu strunowego wynika z większej grubości i długości struny, a także ze słabości jej napięcia. I odwrotnie, im mocniej naciągnięta jest struna, tym cieńsza i krótsza, tym więcej Alt uzyskane w wyniku gry.

Akcja mikrofonu

Opiera się na zamianie energii fal dźwiękowych na energię elektryczną. W tym przypadku aktualna siła i charakter dźwięku są wprost proporcjonalne. Wewnątrz każdego mikrofonu znajduje się cienka płytka wykonana z metalu. Pod wpływem dźwięku zaczyna działać ruchy oscylacyjne. Spirala, z którą połączona jest płyta, również wibruje, co powoduje Elektryczność. Dlaczego się pojawia? Dzieje się tak, ponieważ mikrofon ma również wbudowane magnesy. Kiedy spirala drga między jej biegunami, powstaje prąd elektryczny, który biegnie wzdłuż spirali, a następnie do kolumny dźwiękowej (głośnika) lub urządzenia do zapisu na nośniku informacji (kaseta, dysk, komputer). Swoją drogą, podobna konstrukcja ma mikrofon w telefonie. Ale jak działają mikrofony stacjonarne i? telefon komórkowy? Faza początkowa jest dla nich taka sama – dźwięk ludzkiego głosu przekazuje swoje wibracje na płytkę mikrofonu, potem wszystko przebiega zgodnie z opisanym powyżej scenariuszem: spirala, która podczas ruchu zamyka dwa bieguny, powstaje prąd. Co dalej? Więc telefon stacjonarny wszystko jest mniej więcej klarowne – jak w mikrofonie dźwięk zamieniony na prąd elektryczny płynie przewodami. A co z komórka czy na przykład z krótkofalówką? W takich przypadkach dźwięk jest przekształcany w energię fal radiowych i trafia do satelity. To wszystko.

Zjawisko rezonansu

Czasami takie warunki powstają, gdy amplituda drgań ciała fizycznego gwałtownie wzrasta. Wynika to ze zbieżności wartości częstotliwości drgań wymuszonych i częstotliwości drgań własnych obiektu (ciała). Rezonans może być zarówno korzystny, jak i szkodliwy. Na przykład, aby uratować samochód z dziury, jest on uruchamiany i popychany do przodu i do tyłu, aby wywołać rezonans i nadać rozpędu samochodowi. Ale były przypadki negatywne konsekwencje rezonans. Na przykład w Petersburgu około stu lat temu most zawalił się pod zsynchronizowanymi maszerującymi żołnierzami.

Dźwięk jest powodowany przez mechaniczne drgania w elastycznych ośrodkach i ciałach, których częstotliwości mieszczą się w zakresie od 20 Hz do 20 kHz i które ludzkie ucho może odbierać.

W związku z tym drgania mechaniczne o wskazanych częstotliwościach nazywane są dźwiękowymi i akustycznymi. Niesłyszalne wibracje mechaniczne o częstotliwościach poniżej zakresu dźwięku nazywane są infradźwiękami, a te o częstotliwościach powyżej zakresu dźwięku nazywane są ultradźwiękami.

Jeśli pod dzwonem pompy powietrza podłożymy korpus sondujący, taki jak dzwonek elektryczny, to w miarę wypompowywania powietrza dźwięk będzie coraz słabszy, aż w końcu całkowicie ustanie. Przenoszenie wibracji z sondującego ciała odbywa się poprzez powietrze. Zauważ, że podczas swoich wibracji ciało brzmiące podczas swoich wibracji naprzemiennie ściska powietrze sąsiadujące z powierzchnią ciała, a następnie przeciwnie, tworzy rozrzedzenie w tej warstwie. Tak więc rozchodzenie się dźwięku w powietrzu zaczyna się od wahań gęstości powietrza na powierzchni ciała oscylującego.

ton muzyczny. Głośność i wysokość

Dźwięk, który słyszymy, gdy jego źródło wprawia w drgania harmoniczne, nazywany jest tonem muzycznym lub w skrócie tonem.

W każdym tonie muzycznym ze słuchu możemy wyróżnić dwie cechy: głośność i wysokość.

Najprostsze obserwacje utwierdzają nas w przekonaniu, że o tonie danej wysokości decyduje amplituda drgań. Dźwięk kamertonu po uderzeniu w niego stopniowo cichnie. Dzieje się to wraz z tłumieniem oscylacji, tj. ze spadkiem ich amplitudy. Mocniejsze uderzenie kamertonem, tj. nadając wibracjom dużą amplitudę usłyszymy głośniejszy dźwięk niż przy słabym uderzeniu. To samo można zaobserwować ze struną iw ogóle z dowolnym źródłem dźwięku.

Jeśli weźmiemy kilka kamertonów o różnych rozmiarach, to nie będzie trudno ułożyć je na ucho w kolejności rosnącej wysokości. W ten sposób będą również zlokalizowane w rozmiarze: największy kamerton daje najniższy dźwięk, najmniejszy - najwyższy dźwięk. Zatem wysokość tonu zależy od częstotliwości oscylacji. Im wyższa częstotliwość, a tym samym im krótszy okres oscylacji, tym wyższy dźwięk słyszymy.

rezonans akustyczny

Zjawiska rezonansowe można zaobserwować na drganiach mechanicznych o dowolnej częstotliwości, w szczególności na drganiach dźwiękowych.

Ustawiamy obok siebie dwa identyczne kamertony, obracając do siebie otwory pudełek, na których są zamontowane. Pudełka są potrzebne, ponieważ wzmacniają dźwięk kamertonów. Wynika to z rezonansu między kamertonem a kolumnami powietrza zawartymi w pudełku; stąd pudła nazywane są rezonatorami lub pudłami rezonansowymi.

Uderzmy w jeden z kamertonów i stłumimy go palcami. Usłyszymy dźwięk drugiego kamertonu.

Weźmy dwa różne kamertony, tj. z różnymi tonami i powtórz eksperyment. Teraz każdy z kamertonów nie będzie już reagował na dźwięk innego kamertonu.

Wyjaśnienie tego wyniku nie jest trudne. Drgania jednego kamertonu oddziałują poprzez powietrze z pewną siłą na drugi kamerton, powodując, że wykonuje on swoje wymuszone wibracje. Ponieważ kamerton 1 wykonuje drgania harmoniczne, to siła działająca na kamerton 2 będzie się zmieniać zgodnie z prawem drgań harmonicznych z częstotliwością kamertonu 1. Jeżeli częstotliwość siły jest inna, to drgania wymuszone będą tak słabe że ich nie usłyszymy.

Hałasy

Słyszymy dźwięk muzyczny (nutę), gdy oscylacja jest okresowa. Na przykład ten rodzaj dźwięku jest wytwarzany przez strunę fortepianu. Jeśli naciśniesz kilka klawiszy jednocześnie, tj. zrobić kilka dźwięków, wtedy wrażenie muzycznego dźwięku zostanie zachowane, ale różnica między spółgłoskami (przyjemnymi dla ucha) i dysonansowymi (nieprzyjemnymi) wyraźnie wyjdzie. Okazuje się, że te nuty, których okresy są w stosunkach małych liczb, są zgodne. Na przykład współbrzmienie uzyskuje się, gdy stosunek okresów wynosi 2:3 (piąty), 3:4 (kwantowy), 4:5 (tercja wielka) itd. Jeżeli okresy są ze sobą powiązane jako duże liczby, na przykład 19:23, wtedy pojawia się dysonans - muzyczny, ale nieprzyjemny dźwięk. Jeszcze dalej pójdziemy od okresowości wibracji, jeśli naciśniemy wiele klawiszy jednocześnie. Dźwięk będzie głośny.

Hałasy charakteryzują się silną nieperiodycznością postaci oscylacji: albo są to drgania długie, ale bardzo złożone w kształcie (syczenie, skrzypienie), albo emisje jednostkowe (trzaski, stukanie). Z tego punktu widzenia dźwiękom wyrażanym przez spółgłoski (syczenie, wargi itp.) należy również przypisać dźwiękom.

We wszystkich przypadkach oscylacje hałasu składają się z ogromnej liczby oscylacji harmonicznych o różnych częstotliwościach.

W ten sposób widmo oscylacji harmonicznej składa się z jednej częstotliwości. W przypadku okresowych oscylacji widmo składa się z zestawu częstotliwości – podstawowej i jej wielokrotności. W przypadku spółgłosek mamy widmo składające się z kilku takich zestawów częstotliwości, z głównymi związanymi jako małe liczby całkowite. W dysonansowych harmoniach częstotliwości podstawowe nie są już w tak prostym związku. Im więcej różnych częstotliwości w widmie, tym bardziej zbliżamy się do szumu. Typowe szumy mają widma, w których występuje bardzo wiele częstotliwości.

Z pomocą tej lekcji wideo możesz nauczyć się tematu „Źródła dźwięku. Wibracje dźwiękowe. Wysokość, ton, głośność. W tej lekcji dowiesz się, czym jest dźwięk. Rozważymy również zakresy drgań dźwiękowych odbieranych przez ludzki słuch. Ustalmy, co może być źródłem dźwięku i jakie warunki są niezbędne do jego wystąpienia. Zajmiemy się również takimi cechami dźwięku jak wysokość, barwa i głośność.

Temat lekcji poświęcony jest źródłom dźwięku, wibracjom dźwięku. Porozmawiamy również o cechach dźwięku – wysokości, głośności i barwie. Zanim zaczniemy mówić o dźwięku, o falach dźwiękowych, pamiętajmy, że fale mechaniczne rozchodzą się w ośrodkach elastycznych. Część podłużnych fal mechanicznych, które są odbierane przez ludzki narząd słuchu, nazywana jest dźwiękiem, falami dźwiękowymi. Dźwięk to fale mechaniczne, które są odbierane przez ludzki narząd słuchu i wywołują wrażenia dźwiękowe. .

Eksperymenty pokazują, że ludzkie ucho, ludzki narząd słuchu odbiera wibracje o częstotliwościach od 16 Hz do 20 000 Hz. To właśnie ten zakres nazywamy zakresem dźwięku. Oczywiście są fale, których częstotliwość jest mniejsza niż 16 Hz (infradźwięki) i ponad 20 000 Hz (ultradźwięki). Ale ten zakres, te sekcje nie są odbierane przez ludzkie ucho.

Ryż. 1. Zakres słuchu ludzkiego ucha

Jak powiedzieliśmy, obszary infradźwięków i ultradźwięków nie są odbierane przez ludzki narząd słuchu. Chociaż mogą być postrzegane na przykład przez niektóre zwierzęta, owady.

Co ? Źródłem dźwięku może być dowolne ciało, które wibruje częstotliwość dźwięku(od 16 do 20000 Hz)

Ryż. 2. Źródłem dźwięku może być linijka oscylująca zaciśnięta w imadle

Zwróćmy się do doświadczenia i zobaczmy, jak powstaje fala dźwiękowa. Aby to zrobić, potrzebujemy metalowej linijki, którą zaciskamy w imadle. Teraz działając na linijkę możemy obserwować wibracje, ale nie słyszymy żadnego dźwięku. A jednak wokół władcy powstaje fala mechaniczna. Zwróć uwagę, że gdy linijka przesunie się w jedną stronę, tworzy się tu pieczęć powietrzna. Z drugiej strony jest też pieczęć. Pomiędzy tymi uszczelkami powstaje próżnia powietrzna. Fala podłużna - jest to fala dźwiękowa, składająca się z uszczelek i wyładowań powietrznych. Częstotliwość wibracji linijki w tym przypadku jest mniejsza niż częstotliwość dźwięku, więc nie słyszymy tej fali, tego dźwięku. Bazując na doświadczeniu, które właśnie zaobserwowaliśmy, pod koniec XVIII wieku powstał instrument zwany kamertonem.

Ryż. 3. Propagacja podłużnych fal dźwiękowych z kamertonu

Jak widzieliśmy, dźwięk pojawia się w wyniku wibracji ciała o częstotliwości dźwięku. Fale dźwiękowe rozchodzą się we wszystkich kierunkach. Pomiędzy ludzkim aparatem słuchowym a źródłem fal dźwiękowych musi być jakieś medium. Medium to może być gazowe, ciekłe, stałe, ale muszą to być cząstki zdolne do przenoszenia drgań. Proces transmisji fal dźwiękowych musi koniecznie zachodzić tam, gdzie jest materia. Bez substancji nie usłyszymy żadnego dźwięku.

Aby dźwięk istniał:

1. Źródło dźwięku

2. Środa

3. Aparat słuchowy

4. Częstotliwość 16-20000Hz

5. Intensywność

Przejdźmy teraz do omówienia właściwości dźwięku. Pierwszy to boisko. Wysokość dźwięku - charakterystyka, która jest określona przez częstotliwość oscylacji. Im wyższa częstotliwość ciała, które wytwarza wibracje, tym wyższy będzie dźwięk. Zwróćmy się ponownie do linijki zaciśniętej w imadle. Jak już powiedzieliśmy, widzieliśmy wibracje, ale nie słyszeliśmy dźwięku. Jeśli teraz zmniejszymy długość linijki, usłyszymy dźwięk, ale znacznie trudniej będzie dostrzec wibracje. Spójrz na linię. Jeśli teraz na nią zadziałamy, nie usłyszymy żadnego dźwięku, ale zaobserwujemy wibracje. Jeśli skrócimy linijkę, usłyszymy dźwięk o określonej wysokości. Możemy skrócić długość linijki, wtedy usłyszymy dźwięk o jeszcze wyższej wysokości (częstotliwości). To samo możemy zaobserwować z kamertonami. Jeśli weźmiemy duży kamerton (nazywa się to też kamertonem demonstracyjnym) i uderzymy w nogi takiego kamertonu, możemy zaobserwować drgania, ale nie usłyszymy dźwięku. Jeśli weźmiemy inny kamerton, to uderzając w niego, usłyszymy określony dźwięk. I następny kamerton, prawdziwy kamerton, który służy do strojenia instrumentów muzycznych. Wytwarza dźwięk odpowiadający dźwiękowi la, czyli, jak mówią, 440 Hz.

Następna funkcja- barwa dźwięku. Tembr zwany kolorem dźwięku. Jak można zilustrować tę cechę? Barwa to różnica między dwoma identycznymi dźwiękami granymi przez różne instrumenty muzyczne. Wszyscy wiecie, że mamy tylko siedem nut. Jeśli usłyszymy tę samą nutę A, zagraną na skrzypcach i na fortepianie, to je odróżnimy. Od razu możemy powiedzieć, który instrument stworzył ten dźwięk. To właśnie ta cecha – barwa dźwięku – charakteryzuje barwę. Trzeba powiedzieć, że barwa zależy od tego, jakie wibracje dźwięku są reprodukowane, oprócz tonu podstawowego. Faktem jest, że dowolne wibracje dźwięku są dość złożone. Mówią, że składają się z zestawu pojedynczych wibracji widmo drgań. To właśnie reprodukcja dodatkowych wibracji (alikwotów) charakteryzuje piękno brzmienia danego głosu lub instrumentu. Tembr jest jednym z głównych i uderzających przejawów dźwięku.

Kolejną cechą jest głośność. Głośność dźwięku zależy od amplitudy drgań. Rzućmy okiem i upewnijmy się, że głośność jest powiązana z amplitudą drgań. Weźmy więc kamerton. Zróbmy tak: jeśli słabo uderzysz kamertonem, amplituda drgań będzie mała, a dźwięk będzie cichy. Jeśli teraz kamerton uderza mocniej, dźwięk jest znacznie głośniejszy. Wynika to z faktu, że amplituda oscylacji będzie znacznie większa. Odbiór dźwięku jest sprawą subiektywną, zależy od tego, jaki jest aparat słuchowy, jakie jest samopoczucie danej osoby.

Lista dodatkowej literatury:

Czy znasz dźwięk? // Kwantowy. - 1992. - nr 8. - C. 40-41. Kikoin A.K. O dźwiękach muzycznych i ich źródłach // Kvant. - 1985. - nr 9. - S. 26-28. Podstawowy podręcznik fizyki. Wyd. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.

Cel lekcji: Stwórz pomysł na dźwięk.

Cele Lekcji:

Edukacyjny:

stwarzać warunki do pogłębiania wiedzy studentów o dźwiękach, uzyskanej na studiach przyrodniczych,
przyczyniają się do poszerzenia i usystematyzowania wiedzy uczniów o dźwięku.

Rozwijanie:

nadal rozwijać umiejętność stosowania wiedzy i własne doświadczenie w różnych sytuacjach
promować rozwój myślenia, analizę zdobytej wiedzy, podkreślając najważniejsze, uogólnianie i systematyzację.

Edukacyjny:

promować szacunek dla siebie i innych,
promować formację człowieczeństwa, dobroć, odpowiedzialność.

Rodzaj lekcji: ujawnianie treści.

Ekwipunek: kamerton, kulka na nitce, dzwonek powietrzny, stroikowy miernik częstotliwości, zestaw krążków z różną liczbą zębów, pocztówka, metalowa linijka, sprzęt multimedialny, płyta prezentacyjna opracowana przez nauczyciela na tę lekcję .

Podczas zajęć

Wśród różnych ruchów oscylacyjnych i falowych występujących w przyrodzie i technice, zwłaszcza znaczenie w życiu ludzkim mają wibracje dźwiękowe i fale, i tylko dźwięki. W życiu codziennym są to najczęściej fale rozchodzące się w powietrzu. Wiadomo, że dźwięk rozchodzi się także w innych ośrodkach elastycznych: w ziemi, w metalach. Po zanurzeniu się w wodzie wyraźnie słychać z daleka odgłos silnika zbliżającej się łodzi. Podczas oblężenia w murach twierdzy umieszczano „słuchaczy”, którzy podążali za nim roboty ziemne wróg. Czasami byli niewidomi, których słuch był szczególnie wyostrzony. Według dźwięków przekazywanych z Ziemi, na przykład, w porę odkryto podkopywanie przez wroga murów klasztoru w Zagorsku. Dzięki obecności narządu słuchu w człowieku otrzymuje on za pomocą dźwięków dużą i różnorodną informację z otoczenia. Mowa ludzka jest również przekazywana za pomocą dźwięków.

Przed tobą na stole leżą arkusze z wierszami z Cricket Behind the Hearth Charlesa Dickensa. Każdy z was musi podkreślić te słowa, które wyrażają dźwięk.

1 opcja

Przestraszony kosiarka opamiętał się dopiero wtedy, gdy zegar przestał się pod nim trząść, a grzechotanie i brzęk łańcuchów i ciężarków w końcu ustał. Nic dziwnego, że był tak podekscytowany: w końcu ten grzechoczący, kościsty zegarek to nie zegarek, ale zwykły szkielet! - potrafią wzbudzić w każdym strachu, gdy zaczynają łamać kości...
.... Następnie, pamiętajcie, czajniczek postanowił spędzić przyjemny wieczór. Coś niekontrolowanie zabulgotało mu w gardle i już zaczął wydawać szarpane, dźwięczne parsknięcie, które natychmiast urwał, jakby jeszcze nie zdecydował, czy powinien się teraz okazać towarzyskim facetem. Właśnie wtedy, po dwóch lub trzech daremnych próbach zagłuszenia w sobie pragnienia towarzyskości, zrzucił z siebie cały przygnębienie, całą powściągliwość i wpadł w tak przytulną, tak wesołą piosenkę, za którą nie nadążyłby żaden płaczliwy słowik. jego ....
.... Czajnik śpiewał swoją pieśń tak radośnie i wesoło, że całe jego żelazne ciało brzęczało i podskakiwało nad ogniem; i nawet sama pokrywka zaczęła tańczyć coś na kształt dżigu i pukać w czajniczek (mielenie, brzęczenie, stukanie, dźwięczne parskanie, śpiewanie, pękanie, śpiewanie, brzęczenie, pukanie).

Opcja 2:

Tutaj, jeśli chcesz, świerszcz naprawdę zaczął przypominać czajnik! Podniósł refren tak głośno, na swój własny, dźwięczny sposób - passa, passa, passa! Jego głos był tak zdumiewająco nieproporcjonalny do jego wzrostu w porównaniu z czajnikiem, że gdyby natychmiast eksplodował, jak pistolet naładowany zbyt dużym ładunkiem, wydawałoby się to naturalnym i nieuniknionym końcem, do którego on sam dążył z całych sił. .
.... Czajnik nie musiał już śpiewać solo. Nadal grał swoją rolę z niesłabnącym zapałem, ale świerszcz przejął rolę pierwszych skrzypiec i zachował ją. Mój Boże, jak on ćwierkał! Jego cienki, ostry, przeszywający głos rozbrzmiewał w całym domu i prawdopodobnie nawet migotał jak gwiazda w ciemności za ścianami. Czasami, przy najgłośniejszych dźwiękach, wydawał nagle tak nieopisany tryl, że mimowolnie wydawało się, że sam podskakuje wysoko w przypływie natchnienia, a potem upada na nogi. Niemniej jednak śpiewali w doskonałej harmonii, a świerszcz i czajnik… Temat piosenki pozostał ten sam, a gdy rywalizowali, śpiewali coraz głośniej i głośniej. (głośny, refren, tryb świergotania - strek, strek, strek, burst, solo, ćwierkający, ostry, przeszywający głos, dzwonił, głośne dźwięki, tryl, śpiewał, piosenki, śpiewał, głośniej)

Żyjemy w świecie dźwięków. Dział fizyki zajmujący się badaniem zjawisk dźwiękowych nazywa się akustyką. (slajd 1).

Wibrujące ciała są źródłem dźwięku. (slajd 2).

„Wszystko, co brzmi, koniecznie oscyluje, ale nie wszystko, co oscyluje, brzmi”.

Podajmy przykłady ciał oscylujących, ale nie brzmiących. Stroiki do miernika częstotliwości, długa linijka. Jakie możesz podać przykłady? (rozgałęziają się na wietrze, pływają w wodzie itp.)

Skróć linijkę i usłysz dźwięk. Dzwonek powietrzny również wydaje dźwięki. Udowodnijmy, że ciało sondujące drga. Aby to zrobić, weź kamerton. Kamerton to łukowaty pręt osadzony na uchwycie, uderzamy go gumowym młotkiem. Przybliżając brzmiący kamerton do małej kulki wiszącej na nitce, zobaczymy, że kulka jest odchylona.

Jeśli przejdziemy sondujący kamerton przez szybę pokrytą sadzą, zobaczymy wykres drgań kamertonu. Jak nazywa się taki wykres? ( zatwierdzenie kamertonu drgania harmoniczne )

Źródła dźwięku mogą być ciała płynne a nawet gazy. Powietrze szumi w kominie, a woda śpiewa w rurach.

Jakie są przykłady źródeł dźwięku? ( zegarki mechaniczne, czajnik do gotowania, odgłos silnika)

Kiedy ciało brzmi, wibruje, jego wibracje są przekazywane do pobliskich cząstek powietrza, które zaczynają wibrować i przekazywać wibracje sąsiednim cząsteczkom, a one z kolei przenoszą wibracje dalej. W efekcie powstają fale dźwiękowe, które rozchodzą się w powietrzu.

Fala dźwiękowa to strefa kompresji i rozrzedzenia ośrodka sprężystego (powietrza), fala dźwiękowa to fala podłużna (slajd 3).

Dźwięk odbieramy przez nasz narząd słuchu - ucho.

(Jeden z uczniów opowiada, jak to się dzieje) (slajd 4).

(Inny uczeń mówi o niebezpieczeństwach związanych ze słuchawkami.)

„Badając przez dwa miesiące zachowanie młodych ludzi w metropolii, eksperci doszli do wniosku, że co 8 na 10 aktywnych użytkowników przenośnych urządzeń elektronicznych w moskiewskim metrze słucha muzyki. Dla porównania: przy natężeniu dźwięku 160 decybeli bębenki uszne są zdeformowane. Moc dźwięku odtwarzana przez graczy przez słuchawki wynosi 110-120 decybeli. Zatem wpływ na uszy osoby jest równy temu, jaki wywiera na osobę stojącą 10 metrów od ryczącego silnika odrzutowego. Jeśli taki nacisk na bębenki uszne jest stosowany codziennie, osoba jest narażona na głuchotę. „W ciągu ostatnich pięciu lat młodzi chłopcy i dziewczęta zaczęli częściej przychodzić na przyjęcie" – powiedziała otolaryngolog Kristina Anankina. „Wszyscy chcą być modni, stale słuchać muzyki. Jednak długotrwałe przebywanie w głośnej muzyce po prostu zabija słuch. ”. Jeśli po koncercie rockowym organizm potrzebuje kilku dni na regenerację, to przy codziennym ataku na uszy nie ma czasu na uporządkowanie słuchu. Układ słuchowy przestaje odbierać wysokie częstotliwości. „Każdy hałas o natężeniu powyżej 80 decybeli negatywnie wpływa na ucho wewnętrzne” – mówi Wasilij Korwiakow, kandydat nauk medycznych, audiolog. „Głośna muzyka wpływa na komórki odpowiedzialne za percepcję dźwięku, zwłaszcza jeśli atak pochodzi bezpośrednio ze słuchawek. Sytuacja „wibracje w metrze też się pogarszają, co również negatywnie wpływa na strukturę ucha. W połączeniu te dwa czynniki powodują ostry ubytek słuchu. Jego głównym niebezpieczeństwem jest to, że przychodzi dosłownie z dnia na dzień, ale wyleczenie go jest bardzo problematyczne”. Z powodu narażenia na hałas w naszym uchu komórki rzęsate odpowiedzialne za transmisję wymierają. sygnał dźwiękowy do mózgu. A medycyna nie znalazła jeszcze sposobu na przywrócenie tych komórek”.

Ucho ludzkie odbiera wibracje o częstotliwości 16-20000 Hz. Wszystko poniżej 16 Hz to infradźwięki, wszystko po 20000 Hz to ultradźwięki (slajd 6).

Teraz posłuchamy zakresu od 20 do 20000 Hz, a każdy z Was określi swój próg słyszenia (slajd 5).(Generator patrz Załącznik 2)

Wiele zwierząt słyszy infra- i ultradźwięki. wyniki studenckie (slajd 6).

Fale dźwiękowe rozchodzą się w ciałach stałych, ciekłych i gazowych, ale nie mogą rozchodzić się w próżni.

Z pomiarów wynika, że prędkość dźwięku w powietrzu w temperaturze 0°C i przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym wynosi 332 m/s. Wraz ze wzrostem temperatury prędkość wzrasta. Do zadań przyjmujemy 340 m/s.

(Jeden z uczniów rozwiązuje problem.)

Zadanie. Prędkość dźwięku w żeliwie została po raz pierwszy określona przez francuskiego naukowca Biota w następujący sposób. Na jednym końcu rura żeliwna uderzyli w dzwon, na drugim końcu obserwator usłyszał dwa dźwięki: pierwszy - jeden, który przeszedł przez żeliwo, a po pewnym czasie drugi, który przeszedł przez powietrze. Długość rury wynosi 930 metrów, odstęp czasu między propagacją dźwięków okazał się wynosić 2,5 s. Znajdź prędkość dźwięku w żeliwie na podstawie tych danych. Prędkość dźwięku w powietrzu wynosi 340 m/s ( Odpowiedź: 3950 m/s).

Prędkość dźwięku w różnych środowiskach (slajd 7).

Ciała miękkie i porowate są słabymi przewodnikami dźwięku. Aby chronić każde pomieszczenie przed przenikaniem obcych dźwięków, ściany, podłogę i sufit układa się warstwami materiałów dźwiękochłonnych. Takimi materiałami są: filc, korek prasowany, kamienie porowate, ołów. Fale dźwiękowe w takich międzywarstwach szybko zanikają.

Widzimy jak różnorodny jest dźwięk, scharakteryzujmy go.

Dźwięk wytwarzany przez harmonijnie wibrujące ciało nazywany jest tonem muzycznym. Każdy ton muzyczny (do, re, mi, fa, salt, la, si) odpowiada określonej długości i częstotliwości fali dźwiękowej (slajd 8).

Nasz kamerton ma ton la, częstotliwość 440 Hz.

Hałas to chaotyczna mieszanka dźwięków harmonicznych.

Dźwięki muzyczne (tony) charakteryzują się głośnością i wysokością, barwą.

Słaby uderzenie w trzon kamertonu spowoduje drgania o małej amplitudzie, usłyszymy cichy dźwięk.

Silne uderzenie spowoduje oscylacje o większej amplitudzie, usłyszymy głośny dźwięk.

Głośność dźwięku jest określona przez amplitudę drgań w fala dźwiękowa (slajd 9).

Teraz obrócę 4 dyski, które mają różną ilość zębów. Do tych zębów dotknę pocztówki. W dysku z dużymi zębami pocztówka wibruje częściej, a dźwięk jest wyższy. W przypadku płyty z mniejszą liczbą zębów pocztówka mniej oscyluje, a dźwięk jest niższy.

Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości drgań dźwięku. Im wyższa częstotliwość, tym wyższy dźwięk. (slajd 10)

Najwyższy ludzki sopran około 1300 Hz

Najniższą ludzką nutą jest bas przy około 80 Hz.

Kto ma wyższy ton u komara lub trzmiela? A jak myślisz, kto częściej trzepocze skrzydłami komar czy trzmiel.

Barwa dźwięku to rodzaj kolorowania dźwięku, dzięki któremu rozróżniamy głosy ludzi różnych instrumentów. (slajd 11).

Każdy złożony dźwięk muzyczny składa się z serii prostych dźwięków harmonicznych. Najniższy z nich jest głównym. Reszta jest większa o liczbę całkowitą, na przykład 2 lub 3–4 razy. Nazywane są podtekstami. Im więcej alikwotów zmieszanych z podstawowym tonem, tym bogatszy będzie dźwięk. Wysokie alikwoty nadają barwie „blasku” oraz „jasności” i „metalowości”. Niskie dają „moc” i „soczystość”. A.G. Stoletov napisał: „Proste tony, które mamy z naszych kamertonów, nie są używane w muzyce, są tak mdłe i bez smaku jak woda destylowana”.

Kotwiczenie

Jak nazywa się nauka o dźwięku?
Na Księżycu nastąpiła potężna eksplozja. Na przykład erupcja wulkanu. Czy usłyszymy to na Ziemi?
Czy struny głosowe wibrują rzadziej u wokalisty basowego lub tenorowego?
Większość owadów wydaje dźwięki podczas lotu. Co to jest spowodowane?
Jak ludzie mogli komunikować się na Księżycu?
Dlaczego są pukane podczas sprawdzania kół wagonów podczas postoju pociągu?

Zadanie domowe:§34-38. Ćwiczenie 30 (nr 2, 3).

Literatura

Kurs fizyki, P II, dla Liceum/ Peryshkin A.V. – M.: Oświecenie, 1968. – 240p.
Drgania i fale w toku fizyki dla liceum. Podręcznik dla nauczycieli / Orekhov V.P. – M.: Oświecenie, 1977. – 176p.
Krykiet za paleniskiem / Dickens Ch. - M .: Eksmo, 2003. - 640s.

Pytania.

1. Opowiedz nam o eksperymentach przedstawionych na rysunkach 70-73. Jaki wniosek z nich wynika?

W pierwszym eksperymencie (ryc. 70) metalowa linijka zaciśnięta w imadle wydaje dźwięk, gdy wibruje.
W drugim eksperymencie (ryc. 71) można zaobserwować drgania struny, która również wydaje dźwięk.
W trzecim eksperymencie (rys. 72) obserwowany jest dźwięk kamertonu.
W czwartym eksperymencie (rys. 73) drgania kamertonu są „rejestrowane” na okopconej płycie. Wszystkie te eksperymenty pokazują oscylacyjny charakter pochodzenia dźwięku. Dźwięk pochodzi z wibracji. W czwartym eksperymencie można to również zaobserwować wizualnie. Końcówka igły pozostawia ślad w postaci zbliżonej do sinusoidy. W tym przypadku dźwięk nie pojawia się znikąd, lecz jest generowany przez źródła dźwięku: linijkę, strunę, kamerton.

2. Jak? własność wspólna posiadać wszystkie źródła dźwięku?

Każde źródło dźwięku musi oscylować.

3. Drgania mechaniczne o jakich częstotliwościach nazywamy dźwiękiem i dlaczego?

Wibracje dźwiękowe nazywane są wibracjami mechanicznymi o częstotliwościach od 16 Hz do 20 000 Hz, ponieważ. w tym zakresie częstotliwości są postrzegane przez człowieka.

4. Jakie wibracje nazywamy ultradźwiękami? infradźwiękowy?

Oscylacje o częstotliwościach powyżej 20 000 Hz nazywane są ultradźwiękami, a o częstotliwości poniżej 16 Hz nazywane są infradźwiękami.

5. Opowiedz nam o pomiarach głębokości morza za pomocą echolokacji.