Урок физики по теме "Звук"

Цели урока:

Образовательная: сформировать понятие звука с точки зрения физики, рассмотреть особенности возникновения и распространения звука, характеристики звука, влияние шума на организм человека, взаимодействие звуковых волн с веществом.

Развивающая: продолжить расширять кругозор учащихся на основе интеграции знаний учащихся, развивать логическое и абстрактное мышление.

Воспитательная: показать значение физических знаний в жизни человека, поддерживать устойчивый интерес к предмету, воспитание коммуникативных качеств, культуры логического мышления и самостоятельности.

Тип и вид урока: урок изучения нового материала, интегрированный урок.

Материально - техническое оснащение урока: камертон, учебник, дидактический материал.

Межпредметная и внутрипредметная связь: биология, география, информатика

Методическая и учебная литература:

Савельев И. В. Сб. вопросов и задач по общей физике. М. :Наука, 1998.

Физика. 9 кл. : Учеб. для общеобразоват. учеб. Заведений / Перышкин А. В, Е. М. Гутник. – 15 - е изд. , стереотип. – М. : Дрофа, 2010. – 301 с. : ил.

А. В. , Перышкин , Гутник Е. М. Физика 9 кл. М. «Дрофа», 2007г.

Диск «Открытая физика» Физикон

Ход урока.

I Часть. Организационная.

Приветствие и контроль посещаемости. Сообщение темы и цели урока.

II Часть. Актуализация знаний.

Человек живет в мире звуков. Звуки, воспринимаемые человеческим ухом, являются одним из важнейших источников информации об окружающем мире. Шум моря и ветра, пение птиц, голоса людей и крики животных, раскаты грома, звуки движущихся машин позволяют легче адаптироваться в изменяющихся внешних условиях. С помощью звуков люди общаются, обмениваются мыслями, идеями, чувствами, информацией.

ТАК ЧТО ЖЕ ТАКОЕ ЗВУК? КАК ОН ВОЗНИКАЕТ И ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ОДИН ЗВУК ОТ ДРУГОГО? это мы сегодня и определим.

III Часть. Изучение, усвоение нового материала.

История изучения звуков.

Уже в глубокой древности люди научились создавать музыкальные инструменты, ласкающие слух звуки, и заложили основы науки о звуках – акустики.

Первые наблюдения по акустике были проведены в VΙ веке до н. э. Пифагор установил связь между высотой тона и длиной струны или трубы, издающей звук.

В 4 в. до н. э. Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в воздухе. Он сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха, и объяснил эхо отражением звука от препятствий.

В 15 в. Леонардо да Винчи сформулировал принцип независимости звуковых волн от различных источников.

КАК ВОЗНИКАЕТ ЗВУК?

Любой источник звука обязательно колеблется. Звук распространяется в пространстве только при наличии упругой среды, которая необходима для передачи колебаний от источника звука к приемнику, например к уху человека. В вакууме звуковые волны не распространяются. Колебания источника звука создают в окружающей среде звуковую волну, которая распространяется в пространстве от источника звука. При своих колебаниях тело попеременно то - сжимает слой воздуха, прилегающий к его поверхности, то, наоборот, создаёт разряжение в этом слое. Волна, достигая уха, воздействует на барабанную перепонку, заставляя ее колебаться с частотой источника звука.

СООБЩЕНИЕ УЧАЩЕГОСЯ О СПОСОБНОСТЯХ УХА ЧЕЛОВЕКА ВОСПРИНИМАТЬ ЗВУКИ (ИЗ БИОЛОГИИ).

Слух – одно из пяти чувств человека – способность воспринимать звуки окружающего мира. Благодаря слуху, человек различает звуки, распознает их характер, локализацию, овладевает речью. Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.

Как слышит здоровое ухо:

Звуковые сигналы поступают в слуховой проход и вызывают колебания барабанной перепонки.

Колебания барабанной перепонки приводят в движение три слуховые косточки.

Посредством слуховых косточек колебания передаются в жидкость внутреннего уха (улитки).

Движение жидкости в улитке стимулирует крошечные волосковые сенсорные клетки.

Волосковые клетки преобразуют механические колебания в электрические сигналы.

Электрические сигналы посредством клеток спирального ганглия и слухового нерва передаются к коре головного мозга.

Мозг воспринимает и анализирует полученные сигналы как звук.

Функция слухового органа, по тем или иным причинам, может быть нарушена. И тогда необходимо компенсировать это нарушение. Программа дальнейших реабилитационных мероприятий зависит от вида, степени нарушения слуха, а также других факторов.

Люди с нарушенной слуховой функцией подтвердят, что потеря слуха воспринимается и переживается человеком более тяжело, чем потеря зрения. Это объясняется тем, что каждый из нас является частью слухового мира, в то время как видимый мир мы всего лишь наблюдаем. Поэтому слепой человек сохраняет способность общаться с окружающими людьми, в то время как глухой человек оказывается в изоляции.

Следует помнить, что звуки громкостью 85 дБ и выше уже оказывают вредное воздействие на слух. Именно поэтому на производстве необходимо пользоваться средствами защиты слуха. К сожалению, пользоваться ими на дискотеке и на концерте не принято. А жаль. Когда молодые люди, покидая дискотеку, ощущают звон в ушах, они полагают, что это вполне нормальное явление. Между тем, это один из выраженных симптомов шумовой травмы. И через какое - то время это обязательно скажется на остроте слуха.

Весь материал – смотрите документ.

эпиграф к уроку:

Звук — форма продолженья тишины, подобье развивающейся ленты..

(Иосиф Бродский)

Тема урока: "Звуковые волны"

Цели урока:

Образовательная: сформировать понятие звука с точки зрения физики, рассмотреть особенности возникновения и распространения звука, характеристики звука, влияние шума на организм человека, взаимодействие звуковых волн с веществом.

Развивающая: продолжить расширять кругозор учащихся на основе интеграции знаний учащихся, развивать логическое и абстрактное мышление.

Воспитательная: показать значение физических знаний в жизни человека, поддерживать устойчивый интерес к предмету, воспитание коммуникативных качеств, культуры логического мышления и самостоятельности.

Тип и вид урока: урок изучения нового материала, интегрированный урок.

Материально-техническое оснащение урока: камертон, учебник, дидактический материал.

Межпредметная и внутрипредметная связь: биология, география, информатика

Методическая и учебная литература:

1. Савельев И.В. Сб. вопросов и задач по общей физике. М.:Наука, 1998.

2. Физика. 9 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. Заведений / Перышкин А.В, Е.М. Гутник. – 15-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 301 с.: ил.

3. А.В.,Перышкин , Гутник Е.М. Физика 9 кл.М. «Дрофа», 2007г.

4. Диск «Открытая физика» Физикон

Ход урока.

I Часть. Организационная.

Приветствие и контроль посещаемости. Сообщение темы и цели урока.

II Часть. Актуализация знаний.

Человек живет в мире звуков. Звуки, воспринимаемые человеческим ухом, являются одним из важнейших источников информации об окружающем мире. Шум моря и ветра, пение птиц, голоса людей и крики животных, раскаты грома, звуки движущихся машин позволяют легче адаптироваться в изменяющихся внешних условиях. С помощью звуков люди общаются, обмениваются мыслями, идеями, чувствами, информацией.

ТАК ЧТО ЖЕ ТАКОЕ ЗВУК? КАК ОН ВОЗНИКАЕТ И ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ОДИН ЗВУК ОТ ДРУГОГО? это мы сегодня и определим.

III Часть. Изучение, усвоение нового материала.

История изучения звуков.

Уже в глубокой древности люди научились создавать музыкальные инструменты, ласкающие слух звуки, и заложили основы науки о звуках – акустики.

Первые наблюдения по акустике были проведены в VΙ веке до н.э. Пифагор установил связь между высотой тона и длиной струны или трубы, издающей звук.

В 4 в. до н.э. Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в воздухе. Он сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха, и объяснил эхо отражением звука от препятствий.

В 15 в. Леонардо да Винчи сформулировал принцип независимости звуковых волн от различных источников.

КАК ВОЗНИКАЕТ ЗВУК?

Любой источник звука обязательно колеблется. Звук распространяется в пространстве только при наличии упругой среды, которая необходима для передачи колебаний от источника звука к приемнику, например к уху человека. В вакууме звуковые волны не распространяются. Колебания источника звука создают в окружающей среде звуковую волну, которая распространяется в пространстве от источника звука. При своих колебаниях тело попеременно то - сжимает слой воздуха, прилегающий к его поверхности, то, наоборот, создаёт разряжение в этом слое. Волна, достигая уха, воздействует на барабанную перепонку, заставляя ее колебаться с частотой источника звука.

СООБЩЕНИЕ УЧАЩЕГОСЯ О СПОСОБНОСТЯХ УХА ЧЕЛОВЕКА ВОСПРИНИМАТЬ ЗВУКИ (ИЗ БИОЛОГИИ).

Слух – одно из пяти чувств человека – способность воспринимать звуки окружающего мира. Благодаря слуху, человек различает звуки, распознает их характер, локализацию, овладевает речью. Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.

Как слышит здоровое ухо:

• Звуковые сигналы поступают в слуховой проход и вызывают колебания барабанной перепонки.

• Колебания барабанной перепонки приводят в движение три слуховые косточки.

• Посредством слуховых косточек колебания передаются в жидкость внутреннего уха (улитки).

• Движение жидкости в улитке стимулирует крошечные волосковые сенсорные клетки.

• Волосковые клетки преобразуют механические колебания в электрические сигналы.

• Электрические сигналы посредством клеток спирального ганглия и слухового нерва передаются к коре головного мозга.

• Мозг воспринимает и анализирует полученные сигналы как звук.

Функция слухового органа, по тем или иным причинам, может быть нарушена. И тогда необходимо компенсировать это нарушение. Программа дальнейших реабилитационных мероприятий зависит от вида, степени нарушения слуха, а также других факторов.

Люди с нарушенной слуховой функцией подтвердят, что потеря слуха воспринимается и переживается человеком более тяжело, чем потеря зрения. Это объясняется тем, что каждый из нас является частью слухового мира, в то время как видимый мир мы всего лишь наблюдаем. Поэтому слепой человек сохраняет способность общаться с окружающими людьми, в то время как глухой человек оказывается в изоляции.

Следует помнить, что звуки громкостью 85 дБ и выше уже оказывают вредное воздействие на слух. Именно поэтому на производстве необходимо пользоваться средствами защиты слуха. К сожалению, пользоваться ими на дискотеке и на концерте не принято. А жаль. Когда молодые люди, покидая дискотеку, ощущают звон в ушах, они полагают, что это вполне нормальное явление. Между тем, это один из выраженных симптомов шумовой травмы. И через какое-то время это обязательно скажется на остроте слуха.

ЗВУК ЭТО ВОЛНА ИЛИ ЧАСТИЦА?

С точки зрения физики, звук – это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле и т. п. Звуковые волны делятся на инфразвук, слышимый звук и ультразвук.

ЗВУКОВАЯ ЛЕСЕНКА

КАКУЮ ВОЛНУ ПРОДОЛЬНУЮ ИЛИ ПОПЕРЕЧНУЮ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ ЗВУКОВАЯ ВОЛНА?

Звук – это продольная волна. Значит для определения скорости звука, можно использовать формулы, связанные с длиной волны и частотой.

Напишите эти формулы:

ВЕЛИЧИНЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ВОЛНУ: длина волны, скорость волны, период колебаний, частота колебаний.

Единицы измерения в системе СИ:

• длина волны [лямбда] = 1 м

• скорость распространения волны [ v ] = 1м/с

• период колебаний [ T ] = 1c

• частота колебаний [ ню ] = 1 Гц

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКОВЫХ ВОЛН.

Необходимое условие распространения звуковых волн — наличие материальной среды. В вакууме звуковые волны не распространяются, так как там нет частиц, передающих взаимодействие от источника колебаний. Поэтому на Луне из-за отсутствия атмосферы царит полная тишина. Даже падение метеорита на ее поверхность не слышно наблюдателю.

Скорость распространения звуковых волн определяется скоростью передачи взаимодействия между частицами.

Скорость звука зависит от массы молекулы вещества и его температуры, от свойств среды, в которой распространяется звук (в упругой среде звук распространяется лучше чем в газе). В воздухе при повышении температуры на 1°С скорость звука возрастает приблизительно на 0,60 м/с.

ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ ЗВУКИ ДРУГ ОТ ДРУГА?

Высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук. Колебаниям малых частот соответствуют низкие звуки. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Громкость звука зависит также от его длительности и от индивидуальных особенностей слушателя. Тембр – это особая окраска звука.

ОТРАЖЕНИЕ ЗВУКА, ЗВУКОЛОКАЦИЯ. ДОКЛАД УЧАЩЕГОСЯ.

С явлением отражения звука связано такое известное явление, как эхо. Оно состоит в том, что звук от источника доходит до какого-то препятствия (“препятствие — это и есть граница двух сред!), отражается от него и возвращается к месту, где он возник. И если первичный звук и звук отраженный доходят до слушателя не одновременно, то он слышит звук дважды. Звук может испытать и несколько отражений. Тогда можно услышать звук много раз — отсюда, например, раскаты грома.

Вспомним географию.

Чехия.

Скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехии, в определенном месте троекратно повторяют 7 слогов.

Англия.

В замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов.

Италия.

Тридцатикратное эхо дворца Симонетта в Милане.

ЗВУКОЛОКАЦИЯ. На явлении эхо основан метод определения расстояний до различных предметов и обнаружения их месторасположений. В самом деле, допустим, что некоторым источником звука испущен звуковой сигнал и зафиксирован момент его испускания. Звук встретил какое-то препятствие, отразился от него, вернулся и был принят приемником звука. Если при этом был измерен промежуток времени между моментами испускания и приема, то легко найти и расстояние до препятствия. За измеренное время звук прошел расстояние, равное 2s, где s — расстояние до препятствия. Если скорость звука v известна, то можно написать: 2s=v t. По этой формуле можно найти расстояние до отражателя сигнала. Но ведь надо еще знать, где он находится, в каком направлении от источника сигнал встретил его. Между тем звук распространяется по всем направлениям, и отраженный сигнал мог прийти с разных сторон. Чтобы избежать этой трудности, используют не обычный звук, а ультразвук.

Ультразвуковые волны по своей природе такие же, как звуковые, но они не воспринимаются человеком как звук. Это объясняется тем, что частота колебаний в них больше, чем 20 000 Гц. Такие волны наблюдаются в природе. Есть даже живые существа, способные их испускать и принимать. Ультразвуковые волны и притом большой мощности (большой амплитуды) можно создавать с помощью электрических и магнитных методов.

Главная особенность ультразвуковых волн состоит в том, что их можно сделать направленными, распространяющимися по определенному направлению от источника. Благодаря этому по отражению ультразвука можно не только найти расстояние (скорость ультразвуковых волн такая же, как и обычных), но и узнать, где находится тот предмет, который их отразил. Так можно, например, измерять глубину моря под кораблем.

О звуковых волнах ещё можно много говорить: и о применении их в медицине, о способах их записи и воспроизведении, является ли подводный мир миром безмолвия, стоит ли шуметь на берегу во время рыбалки. Однако время урока ограничено.

IV Часть. Проверка понимания нового материала.

1. Звуковые волны – это…?

2. В какой среде распространяются волны?

3. Различна ли скорость распространения звука?

4. Могут ли поглощаться или отражаться звуковые волны?

5. Отражение звука – это…?

6. Почему нельзя услышать звон колокола, находящегося внутри сосуда?

V Часть. Обобщение новых знаний и умений с ранее полученными и сформированными

1. Определите длину звуковой волны при частоте 200Гц, если скорость распространения волн равна 340м/с.

2. Расстояние между ближайшими гребнями волн в море 10 м. Какова частота ударов волн о корпус лодки, если скорость волн 3 м/с?

3. Артиллеристам при стрельбе, взрывникам при взрыве рекомендуется открывать рот. Почему?

4. Сильный шум отрицательно влияет на нервную систему, вызывает переутомление, бессонницу, психические заболевания. Какие меры вы можете предложить, чтобы уменьшить воздействие шума на человека

5. Доставляет ли комфорт человеку абсолютная тишина?

VI Часть. Подведение итогов занятия.

Выставление оценок и их комментарий, рефлексия.