Тайны звука

Цели урока:

Приложение 1. Слайд 1.

Образовательная:

• освоение знаний о методах научного познания природы;
• овладение умениями проводить наблюдения, планировать, выполнять эксперименты и делать выводы;
• применение знаний для решения физических задач, самостоятельного приобретения информации физического содержания и оценки ее достоверности.

Развивающая:

развитие познавательных интересов интеллектуальных и творческих способностей в процессе самостоятельного приобретения новых знаний по физике посредством переработки и предъявления учебной и научно-популярной информации.

Воспитательная:

• воспитание умения обосновывать высказываемую позицию;
• уважительно относиться к мнению оппонента;
• показывать связь физики с другими науками.

Тип урока: урок повторения и обобщения знаний учащихся.

Оборудование: Два камертона, гитара, бубен, таблица “Внутреннее строение уха”, тиски и металлическая линейка, морская раковина, магнитофон, компьютер, проектор, экран.

Ход урока

I. Организация урока.

Учитель:

Пытаются шептать клочки афиши,
Пытается кричать железо крыши,
И в трубах петь пытается вода
И так мычат бессильно провода.

Мы живем в мире звуков, которые позволяют нам услышать окружающий мир, а значит лучше его понять.

II. Сообщение темы, цели урока.

Наш урок мы назвали “ Тайны звука”.

А. Эйнштейн: “Самое прекрасное и глубокое из доступных нам чувств – это ощущение тайны, ибо в нем источник истиной науки”.

Сегодня мы повторим, что такое звук, как он рождается, поговорим о характеристиках звука.

Изучением звуков занимается раздел физики – акустика, но мы посмотрим на этот вопрос с точки зрения разных специалистов: физиков и биологов, медиков и музыкантов, биоинженеров и строителей.

III. Мотивация.

Ансамбль учащихся исполняет песню “ Подмосковные вечера” (1 куплет). (Гитара, треугольник, магнитофонная запись, певец)

IV. Воспроизведение и коррекция опорных знаний.

Вопросы учителя:

1. Как называются звучащие тела?
2. Что происходит в источниках?
3. Что колеблется у поющего человека?
4. Что колеблется у гитары?

Учащиеся делают вывод: звучащие тела колеблются.

V. Повторение и анализ основных фактов, явлений, событий.

1. Учитель: А можно ли утверждать, что колеблющее тело звучит?

Ученик проводит опыт со стальной линейкой, зажатой в тиски.

Ученики делают вывод: Не всякое колеблющее тело звучит.

Звуковая частота от 20 Гц до 20 кГц.

2. Учитель: От источника во все стороны распространяется звуковая волна. Это продольная волна, т.е. чередование сгущений и разряжений.

Видеофрагмент “Звук в вакууме”. Приложение 2.

Ученики делают вывод: Волны не могут распространяться в вакууме, для этого необходима упругая среда (на экране появляется таблица). Приложение 1. Слайд 2.

Учитель: Пользуясь таблицей, задайте друг другу по 3 вопроса о распространении звука.

Опрос проводится в форме физического боя (вопросы задают пары по очереди).

Примерные вопросы детей:

а) В каких средах может распространяться звук?

б) В какой среде – жидкой или газообразной скорость звука больше?

в) зв. в водороде зв. в кислороде? Но водород и кислород - газы. Чем это объяснить? (Чем больше масса молекул газа, тем меньше зв. в ней.).

г) Вещества в каком агрегатном состоянии лучше всего проводят звук?

д) Приложим ухо к одному концу стального рельса и ударим по другому его концу? Что услышим и почему? (2 звука. Один из них достиг уха по рельсу, другой по воздуху (быстрее по рельсу, т.к. .)

е) Слышат ли рыбы под водой шаги и голоса на берегу?

ё) Зависит ли скорость звука от температуры? (С увеличением температуры скорость звука возрастает).

3. Учитель: Знаете ли вы, что в давние времена при осаде крепостей в стенах помещали людей (чаще всего это были слепые люди), которые могли определить ведёт ли враг подкоп к стенам или нет. Как они это делали? (Прикладывали ухо к земле).

Что мы можем сказать о проводимости звука в земле? (Земля хорошо проводит звук).

А почему “ слухачи” были именно слепые люди? (У слепых людей обостряется звук).

Сообщение учащегося (биолог) о строении уха и механизме звукового восприятия .

Сообщение учащегося (биоинженер) о работах Эддингтона - американского биоинженера-акустика, о создании слуховых аппаратов.

4. Характеристики звука:

а) Громкость.

Ученик проводит опыт с камертоном и маятником.

Учащиеся делают вывод: Громкость звука зависит от амплитуды колебания.

Учитель: Громкость звука измеряется в Беллах - в честь Александра Грэхема Белла - изобретателя телефона. На практике в дБ - десятая доля Белла. Музыкальные звуки – колебания через равные промежутки времени, шум – через неравные промежутки времени. Очень громкие звуки и шумы опасны.

Далее несколько учеников (физик, медик, инженер - строитель) предлагают свои проекты: “Шумовое загрязнение” - Приложение 3. “Влияние шума” - Приложение 4. “Звукоизоляция” - Приложение 5.

б) Звуковой резонанс.

Учитель: Почему шумит большая морская раковина, если её приложить к уху?

Учащиеся высказывают предположения:

Раковина является резонатором, усиливающая многочисленные шумы в окружающей нас среде, обычно нами не замечаемые из-за их слабости.

Ученик (физик – экспериментатор) проводит опыт с двумя камертонами: наблюдение и объяснение звукового резонанса.

в) Высота тона.

Презентация учащегося (музыковед) о высоте тона. Приложение 6.

Звуки человеческого голоса делятся на несколько диапазонов:

Бас- 80-350 Гц (английский певец Норман Аллин - 44 Гц; Шаляпин)

Баритон-110-120 Гц (Высоцкий)

Тенор-130-520 Гц (Козловский)

Дискант-260-1000 Гц (Р.Лоретти)

Сопрано-260-1050 Гц (Г.П.Вишневская)

ПИФАГОР по легенде разделил звуки на октавы.

г) Тембр.

Учитель: Теплый – холодный, жесткий – мягкий, легкий – тяжелый, матовый – блестящий, густой, глубокий, мужественный, суровый, ворчливый, бархатистый, насыщенный, прозрачный. О чём это?

Ученики: Тембр.

Учитель: Много людей - голос индивидуальный. Музыкальные инструменты звучат по-разному. Тон, соответствующий наименьшей частоте (16Гц)- основной тон (крайняя клавиша рояля). Тоны более высоких кратных частот - обертоны. Что же такое тембр?

Ученики: Тембр - количество обертонов. Тембр - качество звука.

Учитель: В звуке может быть разное количество обертонов. От чего зависит количество обертонов?

Ученики: Оно зависит от длины, толщины и материала струны, от длины и среднего диаметра духового инструмента.

Учитель: Скрипка Страдивари (Италия) - о ее звучании с непревзойденной окраской звука ходят легенды. Орган - фабрика звуков.

Учащийся читает отрывок из стихотворения Б.Пастернака “Орган”.

Орган отливал серебром
Немой, как в руках ювелира,
А издали слышался гром
Катившейся из-за полмира.

VI. Повторение, обобщение, систематизация знаний, ведущих идей и основных теорий.

Ученики выполняют тест. После выполнения обмениваются работами с соседом по парте и выполняют проверку. Приложение 1. Слайд3.

Вариант 1

1. В каких направлениях совершаются колебания в продольной волне?

а) во всех направлениях;
б) только по направлению распространения волны;
в) только перпендикулярно распространению волны;
г) по направлению распространения волны и перпендикулярно этому направлению.

2. От чего зависит громкость звука?

а) от частоты колебаний;
б) от амплитуды колебаний;
в) от частоты и амплитуды;
г) не зависит ни от частоты, ни от амплитуды.

3. Могут ли звуковые волны распространяться в безвоздушном пространстве?

а) могут, например, звук выстрела в безвоздушном пространстве;
б) не могут: звуковые волны распространяются только в веществе;
в) могут, если звуковые волны поперечные.

4. От каких величин зависит высота тона?

а) от амплитуды;
б) от частоты;
в) от громкости;
г) от скорости распространения звука.

5. Как распространяется звук в однородной среде?

а ) звук распространяется прямолинейно с постоянной скоростью в одном направлении;
б) звук распространяется по всем направлениям, скорость уменьшается с расстоянием;
в) звук распространяется прямолинейно и с постоянной скоростью во всех направлениях.

6. Динамик подключен к выходу звукового генератора электрических колебаний. Частота колебаний 170 Гц. Определите длину звуковой волны, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 340 м/с?

а) 0,5 м;
б) 1 м;
в) 2 м;
г) 57800 м.

7. Камертон, прикрепленный к резонансному ящику, ударили резиновым молоточком. К камертону поднесли по очереди два других камертона. Второй камертон в точности такой же, как и первый. Третий - настроен на меньшую частоту. Какой из камертонов начнет звучать с большей амплитудой?

а) второй;
б) третий;
в) оба камертона;
г) ни один из них.

Вариант 2

1. В каких направлениях совершаются колебания в поперечной волне?

а) во всех направлениях;
б) только по направлению распространения волны;
в) только перпендикулярно распространению волны;
г) по направлению распространения волны и перпендикулярно этому направлению.

2. Из перечисленных веществ выберите плохой проводник звука:

а) вата
б) земля
в) металл
г) вода

3. От чего зависит высота звука?

а) от амплитуды колебаний;
б) от длины волны;
в) от частоты колебаний источника звука.

4. Чему равна длина звуковой волны в воде, если скорость её скорость равна 1480 м/с, а частота 740 Гц?

а) 4 м.
б) 0,2 м
в) 2 м.

5. Могут ли звуковые волны распространяться в безвоздушном пространстве?

а) могут, если звуковая волна поперечная;
б) могут, если звуковая волна продольная;
в) не могут, т.к. они распространяются только в среде.

6. Какой прибор является источником чистого музыкального звука?

а) камертон
б) метроном
в) кларнет.

7. Как зависит амплитуда вынужденных колебаний от частоты при постоянной амплитуде колебаний вынуждающей силы?

а) непрерывно возрастает с увеличением частоты;
б) непрерывно убывает с увеличением частоты;
в) сначала возрастает, достигает максимума, затем убывает;
г) сначала убывает, достигая минимума, затем возрастает.

Критерии оценки:

7 баллов - “5”, 6 баллов - “4”, 5 баллов - “3”, за каждый правильный ответ ставится 1 балл.

Коды правильных оценок:

Учитель: Давайте вспомним загадки и поговорки о звуке:

Ученики:

Живой бьет по мертвому, а этот все вопит и вопит (колокол).

Прозвучало над ясной рекою
Прозвенело в померкшем лугу,
Прокатилось над рощей немою,
Засветилось на том берегу. (Гром, молния)

Собака лает - ветер носит.

Физика - наука о природе, а природа - способ говорить.

Не то, что мните вы природе,
Не слепок, не бездушный лик.

В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык.

Его никто не повстречал ни разу, но что ни скажешь - повторяет сразу (эхо).

VII. Подведение итогов и оценка деятельности учащихся. Рефлексия:

1. О чём говорили?

2. Что делали?

3. Что нового узнали?

4. Пригодятся ли эти знания в жизни?

5. Понравился ли урок?

VIII . Домашнее задание.

Приложение 1. Слайд 4.

Физика 9 класс. А.В. Пёрышкин, Е.М. Гутник.

§ 35-38 повторить. Творческое задание: Выполнить презентации на темы: “Звукоизоляция автомобилей”, “Звукоизоляция музыкальных студий”, “Звукоизоляция кораблей”.

 Используемая литература

1. А.В. Перышкин,   Е.М. Гутник.   Физика – 9.  Дрофа    Москва, 2007. 

2. Л.В.Тарасов. Физика в природе. –М. :Просвещение, 1988.

3. Г.Н.Петров. Газета “Физика” №15, 2002.

4. М.М.Балашов. О природе. - М.: Просвещение,1991.

5. Б.И. Спасский. Физика в её развитии. М . Просвещение, 1979.

6. www.fizika.ru

7. Электронная библиотека наглядных пособий. Физика 7–11 классы.  Кирилл и Мефодий, 2003.