Ljudkällor. Ljudvibrationer

Ljud är ljudvågor som orsakar vibrationer av de minsta luftpartiklarna, andra gaser samt flytande och fasta medier. Ljud kan bara uppstå där det finns materia, oavsett vilket tillstånd av materia den befinner sig i. I ett vakuum, där det inte finns något medium, fortplantar sig inte ljudet, eftersom det inte finns några partiklar som fungerar som förökare av ljudvågor. Till exempel i rymden. Ljud kan modifieras, modifieras, förvandlas till andra former av energi. Alltså ljud omvandlas till radiovågor eller till elektrisk energi, kan sändas över avstånd och spelas in på informationsmedia.

Ljudvåg

Rörelser av föremål och kroppar orsakar nästan alltid svängningar miljö. Det spelar ingen roll om det är vatten eller luft. I processen för detta börjar också partiklarna i mediet, till vilka kroppens vibrationer överförs, att svänga. Ljudvågor genereras. Dessutom utförs rörelserna i riktningarna framåt och bakåt, och ersätter varandra gradvis. Därför är ljudvågen longitudinell. Aldrig i den finns det ingen tvärgående rörelse upp och ner.

Egenskaper för ljudvågor

Som alla fysiska fenomen har de sina egna värden, med vilka du kan beskriva egenskaperna. De viktigaste egenskaperna hos en ljudvåg är dess frekvens och amplitud. Det första värdet visar hur många vågor som bildas per sekund. Den andra bestämmer styrkan på vågen. Lågfrekventa ljud har låga frekvensvärden och vice versa. Ljudfrekvensen mäts i Hertz, och om den överstiger 20 000 Hz uppstår ultraljud. Det finns tillräckligt med exempel på lågfrekventa och högfrekventa ljud i naturen och världen omkring oss. Kvittret från en näktergal, åskan, dånet från en bergsflod och andra är alla olika ljudfrekvenser. Värdet på vågens amplitud beror direkt på hur högt ljudet är. Volymen minskar i sin tur när du rör dig bort från ljudkällan. Följaktligen är amplituden mindre desto längre bort från epicentret vågen är. Med andra ord minskar amplituden för en ljudvåg med avståndet från ljudkällan.

Ljudhastighet

Denna indikator för en ljudvåg är direkt beroende av naturen hos mediet i vilket den utbreder sig. Luftfuktighet och temperatur spelar också en betydande roll här. I mitten väderförhållanden ljudets hastighet är cirka 340 meter per sekund. Inom fysiken finns det något sådant som överljudshastighet, som alltid är högre i värde än ljudets hastighet. Detta är den hastighet med vilken ljudvågor utbreder sig när flygplanet rör sig. Flygplanet färdas med överljudshastigheter och till och med överskrider ljudvågorna som genereras av det. På grund av att trycket gradvis ökar bakom flygplanet bildas en stötljudvåg. En intressant och få människor känner till måttenheten för en sådan hastighet. Den heter Mach. Mach 1 är lika med ljudets hastighet. Om vågen rör sig vid Mach 2, så rör den sig dubbelt så snabbt som ljudets hastighet.

Ljud

I Vardagsliv människa det finns konstanta ljud. Ljudnivån mäts i decibel. Bilarnas rörelser, vinden, prasslet av löv, sammanvävningen av människors röster och andra ljudljud är våra dagliga följeslagare. Men den mänskliga auditiva analysatorn har förmågan att vänja sig vid sådana ljud. Men det finns också sådana fenomen som inte ens det mänskliga örats anpassningsförmåga kan klara av. Till exempel kan ljud som överstiger 120 dB orsaka en känsla av smärta. Det mest högljudda djuret blåval. När den gör ljud kan den höras på ett avstånd av mer än 800 kilometer.

Eko

Hur uppstår ett eko? Allt är väldigt enkelt här. Ljudvågen har förmågan att studsa av olika ytor: från vatten, från en sten, från väggar i ett tomt rum. Denna våg återvänder till oss, så vi hör sekundärt ljud. Den är inte lika tydlig som den ursprungliga, eftersom en del av ljudvågens energi försvinner när man rör sig mot hindret.

Ekolokalisering

Ljudreflektion används för olika praktiska ändamål. Till exempel ekolokalisering. Det är baserat på det faktum att det med hjälp av ultraljudsvågor är möjligt att bestämma avståndet till objektet från vilket dessa vågor reflekteras. Beräkningar utförs genom att mäta tiden för vilken ultraljudet kommer att nå platsen och återvända. Många djur har förmågan att ekolokalisera. Till exempel, fladdermöss, delfiner använder den för att söka efter mat. Echolocation har hittat en annan tillämpning inom medicin. Vid undersökning med ultraljud bildas en bild inre organ person. Denna metod är baserad på det faktum att ultraljud, som kommer in i ett annat medium än luft, går tillbaka och bildar på så sätt en bild.

Ljudvågor i musik

Varför gör musikinstrument vissa ljud? Gitarrplockningar, pianolåtar, låga toner av trummor och trumpeter, en charmig tunn flöjtstämma. Alla dessa och många andra ljud beror på vibrationer i luften, eller, med andra ord, på uppkomsten av ljudvågor. Men varför är ljudet av musikinstrument så varierande? Det visar sig att det beror på flera faktorer. Den första är formen på instrumentet, den andra är materialet från vilket det är gjort.

Låt oss ta en titt på exemplet med stränginstrument. De blir ljudkällan när strängarna berörs. Som ett resultat börjar de producera vibrationer och skicka till miljön olika ljud. Det låga ljudet hos alla stränginstrument beror på den större tjockleken och längden på strängen, såväl som svagheten i dess spänning. Och vice versa, ju starkare strängen sträcks, desto tunnare och kortare är den, desto mer alt erhållits som ett resultat av spelet.

Mikrofonåtgärd

Den bygger på omvandlingen av ljudvågsenergi till elektrisk energi. I det här fallet är strömstyrkan och ljudets karaktär i direkt proportion. Inuti vilken mikrofon som helst finns en tunn platta gjord av metall. När den utsätts för ljud börjar den att prestera oscillerande rörelser. Spiralen som plattan är ansluten till vibrerar också, vilket resulterar i elektricitet. Varför dyker han upp? Detta eftersom mikrofonen även har inbyggda magneter. När spiralen vibrerar mellan sina poler bildas en elektrisk ström, som går längs spiralen och sedan till ljudkolonnen (högtalaren) eller till utrustningen för inspelning på ett informationsmedium (på kassett, skiva, dator). Förresten, en liknande struktur har en mikrofon i telefonen. Men hur fungerar mikrofoner på stationära och mobiltelefon? Den initiala fasen är densamma för dem - ljudet av en mänsklig röst överför sina vibrationer till mikrofonplattan, sedan följer allt scenariot som beskrivs ovan: en spiral som stänger två poler när den rör sig, en ström skapas. Vad kommer härnäst? Så fast telefon allt är mer eller mindre klart - som i en mikrofon går ljudet, omvandlat till elektrisk ström, genom ledningarna. Och hur är det med mobiltelefon eller till exempel med en walkie-talkie? I dessa fall omvandlas ljudet till radiovågsenergi och träffar satelliten. Det är allt.

Resonansfenomen

Ibland skapas sådana förhållanden när amplituden av svängningar i den fysiska kroppen ökar kraftigt. Detta beror på konvergensen av värdena för frekvensen av forcerade svängningar och den naturliga frekvensen av svängningar av objektet (kroppen). Resonans kan vara både fördelaktigt och skadligt. Till exempel, för att rädda en bil från ett hål, startas och skjuts den fram och tillbaka för att ge resonans och ge bilen fart. Men det har förekommit fall negativa konsekvenser resonans. Till exempel, i S:t Petersburg, för ungefär hundra år sedan, kollapsade en bro under synkroniserade marscherande soldater.

Ljud orsakas av mekaniska vibrationer i elastiska medier och kroppar, vars frekvenser ligger i intervallet från 20 Hz till 20 kHz och som det mänskliga örat kan uppfatta.

Följaktligen kallas mekaniska vibrationer med de angivna frekvenserna ljud och akustiskt. Ohörbara mekaniska vibrationer med frekvenser under ljudområdet kallas infraljud, och de med frekvenser över ljudområdet kallas ultraljud.

Om en klingande kropp, till exempel en elektrisk klocka, placeras under klockan på en luftpump, kommer ljudet att bli svagare och svagare när luften pumpas ut och slutligen helt sluta. Överföringen av vibrationer från sondkroppen sker genom luften. Observera att under dess vibrationer komprimerar den klingande kroppen under dess vibrationer växelvis luften intill kroppens yta, och skapar sedan tvärtom en sällsynthet i detta lager. Sålunda börjar utbredningen av ljud i luft med fluktuationer i luftdensiteten vid ytan av en oscillerande kropp.

musikalisk ton. Loudness och Pitch

Ljudet som vi hör när dess källa gör en harmonisk svängning kallas en musikalisk ton eller kort sagt en ton.

I varje musikalisk ton kan vi urskilja två kvaliteter på gehör: ljudstyrka och tonhöjd.

De enklaste observationerna övertygar oss om att tonen för varje given tonhöjd bestäms av vibrationernas amplitud. Ljudet från stämgaffeln efter att ha slagit den avtar gradvis. Detta sker tillsammans med dämpningen av svängningarna, d.v.s. med en minskning av deras amplitud. Slå hårdare på stämgaffeln, d.v.s. genom att ge vibrationer en stor amplitud kommer vi att höra ett högre ljud än vid en svag stöt. Detsamma kan observeras med en sträng och i allmänhet med vilken ljudkälla som helst.

Om vi tar flera stämgafflar av olika storlekar, kommer det inte att vara svårt att ordna dem efter gehör i ordningsföljd för ökande tonhöjd. Således kommer de också att vara placerade i storlek: den största stämgaffeln ger det lägsta ljudet, det minsta - det högsta ljudet. Således bestäms tonhöjden av oscillationsfrekvensen. Ju högre frekvens, och därför kortare oscillationsperiod, desto högre tonhöjd hör vi.

akustisk resonans

Resonansfenomen kan observeras på mekaniska vibrationer av vilken frekvens som helst, särskilt på ljudvibrationer.

Vi lägger två identiska stämgafflar sida vid sida och vrider hålen i lådorna som de är monterade på mot varandra. Lådorna behövs eftersom de förstärker ljudet från stämgafflarna. Detta beror på resonansen mellan stämgaffeln och luftpelarna som finns i lådan; därför kallas rutorna resonatorer eller resonanslådor.

Låt oss slå en av stämgafflarna och sedan dämpa den med fingrarna. Vi kommer att höra ljudet av den andra stämgaffeln.

Låt oss ta två olika stämgafflar, d.v.s. med olika tonhöjder och upprepa experimentet. Nu kommer var och en av stämgafflarna inte längre att svara på ljudet från en annan stämgaffel.

Det är inte svårt att förklara detta resultat. Vibrationerna från en stämgaffel verkar genom luften med viss kraft på den andra stämgaffeln, vilket får den att utföra sina forcerade vibrationer. Eftersom stämgaffel 1 utför övertonssvängningar, kommer kraften som verkar på stämgaffel 2 att förändras enligt lagen om övertonssvängningar med frekvensen för stämgaffel 1. Om frekvensen på kraften är annorlunda, kommer de tvingade svängningarna att vara så svaga att vi inte kommer att höra dem.

Ljud

Vi hör ett musikaliskt ljud (not) när svängningen är periodisk. Till exempel produceras den här typen av ljud av en pianosträng. Om du trycker på flera tangenter samtidigt, d.v.s. gör att flera toner låter, då kommer känslan av musikaliskt ljud att bevaras, men skillnaden mellan konsonant (behaglig för örat) och dissonant (obehaglig) toner kommer tydligt att framträda. Det visar sig att de anteckningar vars perioder är i förhållande till ett litet antal konsonerar. Till exempel erhålls konsonans när förhållandet mellan perioder är 2:3 (femte), vid 3:4 (kvant), 4:5 (stor tredjedel), etc. Om perioderna är relaterade som stora siffror, till exempel 19:23, då får du en dissonans - ett musikaliskt, men obehagligt ljud. Vi kommer att gå ännu längre från vibrationernas periodicitet om vi slår på många tangenter samtidigt. Ljudet kommer att vara bullrigt.

Ljud kännetecknas av en stark icke-periodicitet hos oscillationsformen: antingen är det en lång oscillation, men mycket komplex till formen (vässande, knarrande), eller individuella utsläpp (klick, knackningar). Ur denna synvinkel bör ljud som uttrycks av konsonanter (väsande, labial, etc.) också hänföras till ljud.

I alla fall består brussvängningar av ett stort antal harmoniska svängningar med olika frekvenser.

Således består spektrumet av en harmonisk svängning av en enda frekvens. För en periodisk oscillation består spektrumet av en uppsättning frekvenser - den fundamentala och multiplar av den. Med konsonanter har vi ett spektrum som består av flera sådana uppsättningar av frekvenser, med de huvudsakliga relaterade som små heltal. I dissonanta harmonier är grundfrekvenserna inte längre i ett så enkelt förhållande. Ju fler olika frekvenser i spektrumet, desto närmare bruset kommer vi. Typiska ljud har spektra där det finns extremt många frekvenser.

Med hjälp av den här videolektionen kan du lära dig ämnet "Ljudkällor. Ljudvibrationer. Tonhöjd, ton, volym. I den här lektionen kommer du att lära dig vad ljud är. Vi kommer också att överväga intervallen för ljudvibrationer som uppfattas av mänsklig hörsel. Låt oss bestämma vad som kan vara källan till ljud och vilka villkor som är nödvändiga för dess förekomst. Vi kommer också att studera sådana egenskaper hos ljud som tonhöjd, klang och ljudstyrka.

Ämnet för lektionen ägnas åt ljudkällor, ljudvibrationer. Vi kommer också att prata om ljudets egenskaper - tonhöjd, volym och klangfärg. Innan vi pratar om ljud, om ljudvågor, låt oss komma ihåg att mekaniska vågor utbreder sig i elastiska medier. En del av de längsgående mekaniska vågorna, som uppfattas av de mänskliga hörselorganen, kallas ljud, ljudvågor. Ljud är mekaniska vågor som uppfattas av mänskliga hörselorgan, som orsakar ljudupplevelser. .

Experiment visar att det mänskliga örat, mänskliga hörselorgan uppfattar vibrationer med frekvenser från 16 Hz till 20 000 Hz. Det är detta område som vi kallar ljudområdet. Naturligtvis finns det vågor vars frekvens är mindre än 16 Hz (infraljud) och mer än 20 000 Hz (ultraljud). Men detta intervall, dessa sektioner uppfattas inte av det mänskliga örat.

Ris. 1. Mänskligt öra hörselområde

Som vi sa, områdena infraljud och ultraljud uppfattas inte av mänskliga hörselorgan. Även om de kan uppfattas till exempel av vissa djur, insekter.

Vad har hänt ? Ljudkällor kan vara vilken kropp som helst som vibrerar med ljudfrekvens(från 16 till 20 000 Hz)

Ris. 2. En oscillerande linjal fastklämd i ett skruvstäd kan vara en ljudkälla

Låt oss vända oss till att uppleva och se hur en ljudvåg bildas. För att göra detta behöver vi en metalllinjal, som vi klämmer fast i ett skruvstäd. Nu när vi agerar på linjalen kan vi observera vibrationer, men vi hör inget ljud. Och ändå runt linjalen skapas mekanisk våg. Observera att när linjalen flyttas åt ena sidan bildas en lufttätning här. På andra sidan finns också en säl. Mellan dessa tätningar bildas ett luftvakuum. Längsgående våg - detta är en ljudvåg som består av tätningar och luftutsläpp. Vibrationsfrekvensen för linjalen är i det här fallet mindre än ljudfrekvensen, så vi hör inte denna våg, detta ljud. Baserat på de erfarenheter som vi just har observerat skapades i slutet av 1700-talet ett instrument som kallas en stämgaffel.

Ris. 3. Utbredning av longitudinella ljudvågor från en stämgaffel

Som vi har sett uppstår ljud som ett resultat av kroppens vibrationer med en ljudfrekvens. Ljudvågor utbreder sig i alla riktningar. Det måste finnas ett medium mellan den mänskliga hörapparaten och ljudvågskällan. Detta medium kan vara gasformigt, flytande, fast, men det måste vara partiklar som kan överföra vibrationer. Processen för överföring av ljudvågor måste nödvändigtvis ske där det finns materia. Om det inte finns någon substans kommer vi inte att höra något ljud.

För att ljud ska existera:

1. Ljudkälla

2. Onsdag

3. Hörapparat

4. Frekvens 16-20000Hz

5. Intensitet

Låt oss nu gå vidare till att diskutera ljudets egenskaper. Den första är planen. Ljud tonhöjd - karakteristik, som bestäms av oscillationsfrekvensen. Ju högre frekvens den kropp som producerar vibrationer är, desto högre blir ljudet. Låt oss åter vända oss till linjalen, fastklämd i ett skruvstäd. Som vi redan har sagt såg vi vibrationerna, men hörde inte ljudet. Om nu linjalens längd görs mindre, kommer vi att höra ljudet, men det blir mycket svårare att se vibrationerna. Titta på linjen. Om vi agerar på det nu kommer vi inte att höra något ljud, men vi observerar vibrationer. Om vi förkortar linjalen kommer vi att höra ett ljud av en viss tonhöjd. Vi kan göra längden på linjalen ännu kortare, då kommer vi att höra ljudet av ännu högre tonhöjd (frekvens). Vi kan observera samma sak med stämgafflar. Om vi tar en stor stämgaffel (det kallas också en demonstrationsstämgaffel) och slår i benen på en sådan stämgaffel kan vi observera svängningen, men vi kommer inte att höra ljudet. Om vi tar en annan stämgaffel kommer vi att höra ett visst ljud genom att slå på den. Och nästa stämgaffel, en riktig stämgaffel, som används för att stämma musikinstrument. Den ger ett ljud som motsvarar tonen la, eller, som man säger, 440 Hz.

Nästa funktion- ljud klang. Klangfärg kallas ljudfärg. Hur kan denna egenskap illustreras? Timbre är skillnaden mellan två identiska ljud som spelas av olika musikinstrument. Ni vet alla att vi bara har sju lappar. Om vi hör samma ton A, tagen på fiolen och på pianot, kommer vi att skilja dem åt. Vi kan omedelbart se vilket instrument som skapade detta ljud. Det är denna egenskap - färgen på ljudet - som kännetecknar klangen. Det måste sägas att klangen beror på vilka ljudvibrationer som återges, förutom grundtonen. Faktum är att godtyckliga ljudvibrationer är ganska komplexa. De består av en uppsättning individuella vibrationer, säger de vibrationsspektrum. Det är återgivningen av ytterligare vibrationer (övertoner) som kännetecknar skönheten i ljudet av en viss röst eller ett visst instrument. Klangfärgär en av de viktigaste och slående manifestationerna av ljud.

En annan funktion är volym. Ljudstyrkan beror på vibrationernas amplitud. Låt oss ta en titt och se till att ljudstyrkan är relaterad till vibrationernas amplitud. Så låt oss ta en stämgaffel. Låt oss göra följande: om du slår svagt på stämgaffeln blir oscillationsamplituden liten och ljudet tyst. Om nu stämgaffeln slås hårdare så är ljudet mycket högre. Detta beror på det faktum att amplituden av svängningar kommer att vara mycket större. Uppfattningen av ljud är en subjektiv sak, det beror på hur hörapparaten är, hur personens välmående är.

Lista över ytterligare litteratur:

Är du bekant med ljudet? // Quantum. - 1992. - Nr 8. - C. 40-41. Kikoin A.K. Om musikaliska ljud och deras källor // Kvant. - 1985. - Nr 9. - S. 26-28. Elementär lärobok i fysik. Ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.

Syftet med lektionen: Skapa en uppfattning om ljudet.

Lektionens mål:

Pedagogisk:

skapa förutsättningar för att höja elevernas kunskaper om ljud, erhållna i studierna i naturvetenskap,
bidra till att utöka och systematisera elevernas kunskaper om ljud.

Utvecklande:

fortsätta utveckla förmågan att tillämpa kunskap och egen erfarenhet i olika situationer
främja utvecklingen av tänkande, analys av den kunskap som vunnits, belysa det viktigaste, generalisering och systematisering.

Pedagogisk:

främja respekt för sig själv och andra,
främja bildandet av mänsklighet, vänlighet, ansvar.

Lektionstyp: avslöjande innehåll.

Utrustning: en stämgaffel, en boll på en tråd, en luftklocka, en rörfrekvensmätare, en uppsättning skivor med ett annat antal tänder, ett vykort, en linjal av metall, multimediautrustning, en presentationsskiva utvecklad av läraren för denna lektion .

Under lektionerna

Bland de olika oscillerande och vågrörelser som finns i naturen och tekniken, särskilt betydelse i mänskligt liv har ljudvibrationer och vågor, och bara ljud. I vardagen är det oftast vågor som utbreder sig i luften. Det är känt att ljud även fortplantar sig i andra elastiska medier: i jorden, i metaller. Efter att ha störtat huvudstupa i vattnet kan du tydligt höra ljudet av motorn på en annalkande båt på långt håll. Under belägringen placerades "hörare" i fästningens murar, som följde efter markarbeten fiende. Ibland var de blinda, vars hörsel var särskilt akut. Enligt ljuden som överfördes på jorden upptäcktes till exempel fiendens undergrävning av Zagorsk-klostrets väggar i tid. På grund av närvaron av ett hörselorgan hos en person får han en stor och varierad information från omgivningen med hjälp av ljud. Mänskligt tal förs också genom ljud.

Framför dig på bordet ligger arbetsblad med rader från Charles Dickens The Cricket Behind the Hearth. Var och en av er måste understryka de ord som uttrycker ljudet.

1 alternativ

Den rädda gräsklipparen kom till sinnes först när klockan slutade skaka under honom, och skramlet och klingandet av deras kedjor och vikter slutligen upphörde. Inte konstigt att han var så upphetsad: trots allt är denna skramlande, beniga klocka inte en klocka, utan bara ett skelett! - kan ingjuta rädsla hos vem som helst när de börjar spricka ben ...
.... Då bestämde sig tekannan för att ha en trevlig kväll. Något okontrollerat gurglade i halsen på honom, och han hade redan börjat avge ett ryckigt, ljudligt fnys, som han genast bröt av, som om han ännu inte äntligen bestämt sig för om han nu skulle visa sig vara en sällskaplig karl. Det var då, efter två eller tre meningslösa försök att dränka sällskapslusten hos sig själv, som han kastade av sig all sin dysterhet, all sin återhållsamhet och brast ut i en så mysig, så glad sång som ingen gråtande näktergal kunde hänga med. honom ....
.... Tekannan sjöng sin sång så glatt och glatt att hela dess järnkropp surrade och studsade över elden; och till och med själva locket började dansa något som liknade en jigg och knacka på tekannan (mal, klirrande, skramlande, klickande, ljudligt fnysande, sång, brast, sång, surrande, knackande).

Alternativ 2:

Här, om du vill, började cricketen verkligen eka i tekanna! Han plockade upp refrängen så högt på sitt eget kvittrande sätt - streck, streak, streak! Hans röst var så häpnadsväckande oproportionerlig i förhållande till hans höjd jämfört med tekannan, att om den omedelbart exploderade, som en pistol laddad med för mycket laddning, skulle det förefalla dig som ett naturligt och oundvikligt slut, som han själv strävade efter med all sin kraft. .
.... Tekannan behövde inte längre sjunga solo. Han fortsatte att spela sin roll med outtröttlig iver, men syrsan tog rollen som första fiol och behöll den. Herregud vad han kvittrade! Hans tunna, skarpa, genomträngande röst ringde i hela huset och antagligen till och med flimrade som en stjärna i mörkret bakom väggarna. Ibland släppte han plötsligt, vid de högsta ljuden, en sådan obeskrivlig drillning att det ofrivilligt verkade som om han själv hoppade högt i ett anfall av inspiration och sedan föll tillbaka på fötterna. Ändå sjöng de i perfekt harmoni, och syrsan och vattenkokaren ... Temat för sången förblev detsamma, och när de tävlade sjöng de högre och högre och högre. (högt, avstå, kvittra läge - strek, strek, strek, burst, solo, kvittrade, skarp, genomträngande röst, ringde, höga ljud, drill, sjöng, sånger, sjöng, högre)

Vi lever i en värld av ljud. Den gren av fysiken som studerar ljudfenomen kallas akustik. (bild 1).

Vibrerande kroppar är ljudkällor. (bild 2).

"Allt som låter svänger nödvändigtvis, men inte allt som svänger låter."

Låt oss ge exempel på oscillerande men inte klingande kroppar. Frekvensmätare vass, lång linjal. Vilka exempel kan du ge? (grenar sig i vinden, flyter i vattnet etc.)

Förkorta linjalen och hör ljudet. Luftklockan låter också. Låt oss bevisa att den klingande kroppen svänger. För att göra detta, ta en stämgaffel. En stämgaffel är en bågformad stång fixerad på en hållare, vi slår den med en gummiklubba. Genom att föra en klingande stämgaffel till en liten kula som hänger på en tråd, kommer vi att se att kulan är avböjd.

Om vi passerar en klingande stämgaffel över ett glas täckt med sot, kommer vi att se en graf över stämgaffelns vibrationer. Vad heter ett sådant diagram? ( stämgaffel begår harmoniska vibrationer )

Ljudkällor kan vara flytande kroppar och även gaser. Luft surrar i skorstenen och vattnet sjunger i rören.

Vilka är några exempel på ljudkällor? ( mekaniska klockor, kokande vattenkokare, motorljud)

När en kropp låter vibrerar den, dess vibrationer överförs till närliggande luftpartiklar, som börjar vibrera och överför vibrationer till närliggande partiklar, och de i sin tur överför vibrationer vidare. Som ett resultat genereras ljudvågor och fortplantas i luften.

En ljudvåg är en zon för komprimering och sällsynthet av ett elastiskt medium (luft), en ljudvåg är längsgående våg (bild 3).

Vi uppfattar ljud genom vårt hörselorgan - örat.

(En av eleverna berättar hur det går till) (bild 4).

(En annan elev pratar om farorna med hörlurar.)

"När de studerade beteendet hos unga människor i metropolitan metro i två månader, kom experter till slutsatsen att var 8 av 10 aktiva användare av bärbara elektroniska enheter i Moskvas tunnelbana lyssnar på musik. Som jämförelse: vid en ljudintensitet på 160 decibel deformeras trumhinnorna. Ljudeffekten som återges av spelarna genom hörlurar är lika med 110-120 decibel. Således är påverkan på en persons öron lika med den som utövas på en person som står 10 meter från en rytande jetmotor. Om ett sådant tryck på trumhinnorna appliceras dagligen, riskerar personen att bli döv. "Under de senaste fem åren har unga pojkar och flickor börjat komma till mottagningen oftare", sa öronläkare Kristina Anankina. "De vill alla vara moderiktiga, ständigt lyssna på musik. Men långvarig exponering för hög musik dödar helt enkelt hörseln. .” Om kroppen efter en rockkonsert behöver flera dagar för att återhämta sig, med en daglig attack på öronen, finns det ingen tid kvar att ställa i ordning hörseln. Hörselsystemet upphör att uppfatta höga frekvenser. "Allt brus med en intensitet på mer än 80 decibel påverkar innerörat negativt", säger Vasily Korvyakov, kandidat för medicinska vetenskaper, audionom. "Hög musik påverkar cellerna som är ansvariga för ljuduppfattningen, särskilt om attacken kommer direkt från hörlurarna. Situationen "vibrationer i tunnelbanan förvärras också, vilket också negativt påverkar örats struktur. I kombination framkallar dessa två faktorer akut hörselnedsättning. Dess största fara är att den kommer bokstavligen över en natt, men det är mycket problematiskt att bota det." På grund av bullerexponering i vårt öra dör hårcellerna som ansvarar för överföringen av. ljudsignal in i hjärnan. Och medicinen har ännu inte hittat ett sätt att återställa dessa celler."

Det mänskliga örat uppfattar vibrationer med en frekvens på 16–20000 Hz. Allt under 16 Hz är infraljud, allt efter 20000 Hz är ultraljud (bild 6).

Nu kommer vi att lyssna på området från 20 till 20000 Hz, och var och en av er kommer att bestämma din hörseltröskel (bild 5).(Generator se bilaga 2)

Många djur hör infra- och ultraljud. elevprestationer (bild 6).

Ljudvågor fortplantar sig i fasta, flytande och gasformiga kroppar, men kan inte fortplantas i vakuum.

Mätningar visar att ljudets hastighet i luft vid 0°C och normalt atmosfärstryck är 332 m/s. När temperaturen stiger ökar hastigheten. För uppgifter tar vi 340 m/s.

(En av eleverna löser problemet.)

En uppgift. Ljudhastigheten i gjutjärn bestämdes först av den franska vetenskapsmannen Biot enligt följande. På ena sidan gjutjärnsrör klockan slogs, i andra änden hörde observatören två ljud: det första, ett, som kom genom gjutjärn, och, efter en stund, det andra, som kom genom luften. Rörets längd är 930 meter, tidsintervallet mellan utbredningen av ljud visade sig vara 2,5 s. Hitta ljudhastigheten i gjutjärn från dessa data. Ljudhastigheten i luft är 340 m/s ( Svar: 3950 m/s).

Ljudhastigheten i olika miljöer (bild 7).

Mjuka och porösa kroppar är dåliga ledare av ljud. För att skydda alla rum från inträngning av främmande ljud, läggs väggar, golv och tak med lager av ljudabsorberande material. Sådana material är: filt, pressad kork, porösa stenar, bly. Ljudvågor i sådana mellanskikt avtar snabbt.

Vi ser hur mångsidigt ljud är, låt oss karakterisera det.

Ljudet som produceras av en harmoniskt vibrerande kropp kallas en musikalisk ton. Varje musikalisk ton (do, re, mi, fa, salt, la, si) motsvarar en viss längd och frekvens på ljudvågen (bild 8).

Vår stämgaffel har en ton la, en frekvens på 440 Hz.

Brus är en kaotisk blandning av harmoniska ljud.

Musikaliska ljud (toner) kännetecknas av ljudstyrka och tonhöjd, klang.

Ett svagt slag mot stämgaffelns stam kommer att orsaka svängningar med liten amplitud, vi kommer att höra ett tyst ljud.

Ett kraftigt slag kommer att orsaka svängningar med en större amplitud, vi kommer att höra ett högt ljud.

Ljudstyrkan bestäms av amplituden av svängningar i ljudvåg (bild 9).

Nu ska jag rotera 4 skivor, som har olika antal tänder. Jag kommer att röra vykortet till dessa tänder. I en skiva med stora tänder vibrerar vykortet oftare och ljudet är högre. För en skiva med färre tänder svänger vykortet mindre och ljudet är lägre.

Ljudets tonhöjd bestäms av ljudvibrationernas frekvens. Ju högre frekvens, desto högre ljud. (bild 10)

Högsta mänskliga sopranton runt 1300 Hz

Den lägsta mänskliga tonen är basen vid cirka 80 Hz.

Vem har en högre ton hos en mygga eller en humla? Och vad tror du, vem slår oftare med vingarna en mygga eller en humla.

Ljudets klang är en sorts färgning av ljud genom vilken vi särskiljer rösterna hos människor av olika instrument. (bild 11).

Varje komplext musikaliskt ljud består av en serie enkla harmoniska ljud. Den lägsta av dem är den huvudsakliga. Resten är högre än det med ett helt antal gånger, till exempel 2 eller 3–4 gånger. De kallas övertoner. Ju fler övertoner som blandas in i grundtonen, desto rikare blir ljudet. Höga övertoner ger klangen "briljans" och "ljusstyrka" och "metallicitet". Låga ger "kraft" och "saftighet". A.G. Stoletov skrev: "De enkla toner som vi har från våra stämgafflar används inte i musik, de är lika flacka och smaklösa som destillerat vatten."

Förankring

Vad kallas studiet av ljud?
Det var en massiv explosion på månen. Till exempel ett vulkanutbrott. Kommer vi att höra det på jorden?
Vibrerar stämbanden mer sällan hos en bas- eller tenorsångare?
De flesta insekter gör ljud när de flyger. Vad beror det på?
Hur kunde människor kommunicera på månen?
Varför knackas de när man kontrollerar hjulen på vagnar under ett tågstopp?

Läxa:§34-38. Övning 30 (nr 2, 3).

Litteratur

Fysikkurs, P II, för gymnasium/ Peryshkin A.V. – M.: Upplysningen, 1968. – 240s.
Svängningar och vågor under fysik för gymnasiet. Manual för lärare / Orekhov V.P. – M.: Upplysningen, 1977. – 176s.
Cricket bakom härden / Dickens Ch. - M .: Eksmo, 2003. - 640-tal.

Frågor.

1. Berätta för oss om experimenten som avbildas i figurerna 70-73. Vilken slutsats följer av dem?

I det första experimentet (fig. 70) ger en metalllinjal fastklämd i ett skruvstäd ett ljud när den vibrerar.
I det andra experimentet (fig. 71) kan man observera strängens vibrationer, som också ger ett ljud.
I det tredje experimentet (fig. 72) observeras ljudet av en stämgaffel.
I det fjärde experimentet (fig. 73) "registreras" stämgaffelns vibrationer på en sotad platta. Alla dessa experiment visar den oscillerande karaktären hos ljudets ursprung. Ljud kommer från vibrationer. I det fjärde experimentet kan detta också observeras visuellt. Nålspetsen lämnar ett spår i form nära en sinusform. I det här fallet dyker ljudet inte upp från ingenstans, utan genereras av ljudkällor: en linjal, en sträng, en stämgaffel.

2. Hur gemensam egendom har alla ljudkällor?

Alla ljudkällor kommer att oscillera.

3. Mekaniska vibrationer av vilka frekvenser kallas ljud och varför?

Ljudvibrationer kallas mekaniska vibrationer med frekvenser från 16 Hz till 20 000 Hz, pga. i detta frekvensområde uppfattas de av en person.

4. Vilka vibrationer kallas ultraljud? infraljud?

Svängningar med frekvenser över 20 000 Hz kallas ultraljud, och de med frekvenser under 16 Hz kallas infraljud.

5. Berätta om hur man mäter havets djup med hjälp av ekolokalisering.