Тема: Распространение звука.  Скорость звука.(9 класс)

Цель урока: Учащиеся должны усвоить знания о характере распространения звука и звуковых волн. 

Задачи урока:

Образовательные:

·        Овладеть системой знаний о распространении звуковых волн;

·        Текущий контроль понимания учениками изучаемого материала;

·        формирование в сознании учащихся естественно- научной картины окружающего нас мира.

Развивающие:

·        формировать умения выделять признаки сходства в описании  упругих и других видов волн.

·        продолжить развитие речи, мышления, внимания.

·        формирование материалистического мировоззрения;

·      вооружение учащихся правильным методологическим подходом к познавательной и практической деятельности;

Воспитательные:

·          привить интерес к изучению физике;

·          расширить кругозор.

·          профориентация.

Тип урока: комбинированный.

Метод проведения: Объяснительно – иллюстративный.

Формируемые умения: Наблюдать, сравнивать, анализировать, синтезировать.

Оборудование: Проектор, ПК, камертон.

 План:

1.Организационный момент (2 мин)

2. Актуализация знаний, проверка домашнего задания (10 мин)

3. Изучение нового материала (13 мин)

4. Закрепление изученного материла, проверочная работа (11 мин)

5. Домашнее задание (2 мин)

Ход урока:

I.         Организационный момент

Здравствуйте, я рада видеть вас на сегодняшнем уроке.

II.      Актуализация знаний.

Включить  звуки……………..

Мы живем в мире самых разнообразных звуков, звуки нас окружают всегда и везде: утром мы взрослые просыпаемся под звук ненавистного будильника, а вы ребята под мелодичный голос вашей мамы, на уроки мы идем под  звуками звонка и целый день то радуемся , то чуть –чуть огорчаемся услышав этот  звук. А звонок последнего урока, действует на  вас   как какое- то волшебство и вы под гулом своих собственных звуков идете радостно домой.  Тиканье часов и гул моторов, шелест листьев ,хруст снега, раскаты грома и журчание ручейка, пение птиц и голоса людей, звучание музыкальных инструментов - вот примеры  звуковых волн которые нас ежедневно сопровождают по жизни…

1.(фронтальный опрос).Ребята давайте ответим на вопросы.

-  Что изучает акустика? ( Акустика – раздел механики, изучающий звуковые волны.)

-Какие  бывают источники звука?... Естественные (голос, шелест листьев, шум прибоя и др.) Искусственные (камертон, струна, колокол, мембрана и др.)

- Каким общим свойством обладают все источники звука? ( Колеблются )

- Механические колебания каких частот называются звуковыми и почему? ( 16-20000Гц, т.к. колебания именно этих частот воспринимаются человеческим ухом.)

Если частота меньше, то это…………………инфразвук…….

Если частота больше, то это……………ультразвук……………….

- От чего зависит  высота звука? ( От частоты колебания источника звука.)

- Что такое тембр звука? ( Индивидуальная особенность сложной звуковой волны.)

- Как изменится громкость звука, если уменьшить амплитуду колебания его источника? ( Уменьшается.)

- От чего зависит громкость звука? (От амплитуды колебания источника звука.)

-Назовите единицы громкости и уровня громкости звука.( В системе СИ: 1 дБ

Мощным естественным источником звука является грозовой разряд. До 120 дБ)

- Как отражается на здоровье человека систематическое действие громких звуков?

( Звуки высокой громкости не просто надоедают и утомляют – они могут серьезно подорвать здоровье человека. Люди, работающие в шумных условиях страдают профессиональными заболеваниями органов слуха.)

IV. Изучение нового материала.

       Демонстрация опыта с будильником под воздушным колоколом.  В стеклянный колокол помещают электрический звонок и выкачивают воздух. Звук становится все слабее и, наконец, прекращается.(Видеофильм)

- Ребята, какие выводы вы сделали после просмотра видеофильма? (Для распространения звука необходима, упругая среда.  В вакууме звуковые волны распространяться  не могут.)

Итак ребята, об этом как раз мы сегодня и будем говорить с вами.

     Записываем число и тему нашего урока «Распространение звука. Скорость звука».

Мы воспринимаем звуки ,находясь на расстоянии от их источников .Сжатие и разрежение воздуха достигают нашего уха и через  колебания барабанной перепонки у нас возникают слуховые ощущения.(Видеофильм УХО)

Было доказано, что звук распространяется не только в воздухе. Звуковые волны распространяются везде, кроме вакуума. Хорошо проводят звуки упругие вещества ,например металлы, древесина ,жидкости, газы.

Мягкие и пористые тела –плохие проводники звука. Чтобы защитить помещение от проникновения посторонних звуков стены,пол , потолок прокладывают звукоизоляционными материалами. Это –войлок, прессованная пробка, пористые камни, пенопласт. Мои советы чтобы в вашем доме было тихо: Двойные стекла существенно снижают шум; высадите деревья между домом и дорогой; замените тонкие двери более основательными, выберите самую тихую модель бытовой техники, в том числе акустической; пользуйтесь дома мягкой обувью.

Жидкости хорошо проводят звук. Стоя на берегу реки, вы можете услышать отдаленные звуки. А если вы любите рыбачить  должны знать ,рыбы например хорошо слышат шаги и голоса на берегу.

Итак, давайте напишем вывод: Звук распространяется в любой упругой среде- твердой, жидкой газообразной, но не может распространяться в вакууме.

Из простейших наблюдений можно увидеть, что распространение звуковых волн происходит не мгновенно. Например, вовремя грозы мы сначала видим молнию, потом только слышим звук. Такие явления, как грозу, выстрел, взрыв, удар топором по дереву, мы вначале видим и только спустя некоторое время слышим сопровождающий их звук.

     Ребята,в какой среде скорость звука меньше: в газах, жидкостях и твердых телах?

-В газах.

Да, наименее плотной средой является газ. Поэтому скорость звуковых волн в нем небольшая. Причем волны в газе затухают достаточно быстро.

    В воздухе скорость звука впервые была измерена в 1636 году французом М. Марсенном. При температуре 200С она составила 343 м/с. (Слайд –шоу «Измерение скорости звука в воздухе»)

 Скорость звука зависит от температуры среды: с увеличением температуры воздуха она возрастает. Конечно, в рамках небольшого изменения температуры скорость меняется незначительно. Например, для воздуха при t=20оС скорость звука равна 334 м/с, а при t=0оС она равна 331 м/с. На качественном уровне этот факт можно    объяснить тем, что при низких температурах скорость молекул газа меньше и процесс переноса колебательного процесса молекул также уменьшается.

   В разных газах скорость звука различна: чем больше масса молекул газа, тем меньше скорость звука ( в водороде – 1284 м/с, в кислороде – 316м/с).

Распространение звука в жидкостях. Скорость звука в жидкости больше, чем в газе, т.к. жидкость является более плотной средой, и взаимодействие смежных слоев молекул происходит быстрее, чем в газе.

      Впервые скорость звука была измерена в воде на Женевском озере 1826 году. Она оказалась равной 1440 м/с. Следует иметь ввиду следующее обстоятельство: при переходе волны из-за отражения на границе «воздух-вода» в воду попадает лишь малая часть энергии исходной волны. Почти 99% энергии волны отражается.

      Когда волна идет из воды в воздух, также около 99% энергии волны отражается в воду. Следовательно, очень редко звуковые волны, созданные под водой, регистрируются на берегу. Для регистрации звуковых волн под водой необходимо регистрирующие приборы опустить на определенную глубину, тогда можно услышать множество звуков, издаваемых живыми организмами подводного мира.

Распространение звуковых волн в твердых телах. Самая большая скорость звуковых волн в твердых телах. Это связано с особенностью строения твердых тел. Т.к. звуковая волна является продольной, то она не гаснет, переходя из твердого тела в газ или жидкость, поэтому при подземных взрывах, землетрясениях всегда слышен гул.

Благодаря тому, что твердые тела хорошо проводят звуковые волны, возможно обучение глухих людей игре на музыкальных инструментах и танцам. Вибрация пола, корпуса музыкального инструмента позволяет глухим людям распознавать музыкальные такты и даже ноты. Благодаря этому некоторые люди, потерявшие слух, бывают способны танцевать под музыку, которое доходит до их слуховых нервов не через воздух и наружное ухо, а через пол и кости.

В давние времена в крепостных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому землей, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет.

Ребята, давайте посмотрим таблицу на стр.130

Выводы.Распространение звука происходит не мгновенно, а с конечной скоростью.
Для распространения звука обязательно нужна среда — воздух, вода, металл и т.д.
Звук в вакууме распространяться не может, т.к. здесь нет упругой среды,
и поэтому не могут возникнуть упругие механические колебания.
В каждой среде звук распространяется с разной скоростью.

В настоящее время скорость звука может быть измерена в любой среде.

Если звук – это волна, то для определения скорости звука, помимо формулы v=st

можно воспользоваться известными  формулами:

 l = u · Т u=nl 

 u = l/Т

Понятие звук связывает науку физику с музыкой. С точки зрения физики звук – это механическая волна, которая возникает в результате колебания упругого тела. Звуки более чистые, более звонкие, обладающие определенной высотой, длительностью, громкостью и тембром – это музыкальный звук, издают их музыкальные инструменты.

Я предлагаю вам сейчас немножко отдохнуть ,послушать звучание народных музыкальных инструментов.

Салават.КУРАЙ - духовой инструмент ,башкирская разновидность открытой продольной тростниковой флейты. Этот тип инструментов - один из самых древних на земле, существующих около V тысяч лет. Курай обладает своеобразным сипловатым тембром, хорошо слышимым среди степных просторов. Курай для башкир стал выразителем духовной сущности народа. Курай является частью государственной символики Башкортостана, его семь лепестков олицетворяют образ народов, проживающих на территории  республики. Звуковой диапазон курая охватывает три  октавы. Первая октава включает шесть звуков мажорной гаммы (отсутствует  седьмая ступень). Во второй и третьей октаве звуки составляют полную мажорную гамму. Например, строй курая ДО.

   Пять звуковых отверстий дают звукоряд, соответствующий гамме. До мажор без звука Си на первой октаве. Самый низкий звук получается тогда, когда закрыты все отверстия. В данном случае звучит нота ДО, что является основным звуком, определяющим строй курая.

   -Если открыто снизу первое отверстие, то получается нота РЕ

  - Если открыто снизу два отверстия, то получается нота МИ.

   - Если открыто снизу три отверстия, то получается нота ФА.

    - Если открыто снизу четыре отверстия, то получается нота СОЛЬ.

   - Если открыты все пять отверстий, то получается нота ЛЯ.

  Айсылу. Баян – один из самых распространенных инструментов, источников звуковых волн. Это неизменный спутник не только классической музыки, но и народных напевов. Это музыкальный инструмент, ручная кнопочная гармонь с полным хроматическим звукорядом на правой клавиатуре, басами и готовым аккордовым аккомпанементом на левой; назван в честь древнерусского певца-сказителя Бояна.

Итак,баян состоит из трёх частей — правый полукорпус, левый полукорпус, меховая камера. Звук в баяне возникает за счёт колебания язычков в проемах голосовой планки под воздействием воздушной струи из меховой камеры или в меховую камеру.

Отдохнули, продолжаем урок.

V.  Вопросына  закрепление.

1.      Может ли звук распространяться в газах, жидкостях, в твёрдых телах, в вакууме? Приведите примеры. (Звук распространяется во всех упругих телах – твёрдых, жидких и газообразных, но не может распространяться в безвоздушном пространстве. Звук распространяется в воде. Примеры: рыбы слышат шаги и голоса людей на берегу, это хорошо известно рыболовам)

1. Может ли звук сильного взрыва на Луне быть слышен на Земле? Ответ обоснуйте Звук сильного взрыва на Луне не будет слышен на Земле, так как на Луне нет атмосферы..

3.      Какую волну – продольную или поперечную – представляет собой звук, распространяющийся в воздухе? В воде?(Продольная)

1. Приведите пример, показывающий, что звуковая волна распространяется не мгновенно, а с определённой скоростью?( Во время грозы мы сперва видим молнию и только через некоторое время слышим гром, так как скорость света 30 000км/с, а скорость звука в воздухе 343 м/с)
2. В каком веке и как была измерена скорость звука в воздухе?( Скорость звука в воздухе впервые довольно точно была определена в 1822г. французскими учёными.

Скорость звука в воде измерили также Ж. Колладон и Я. Штурм в 1826 году. Измерения они проводили на Женевском озере в Швейцарии. К одной лодке был привязан опущенный в воду колокольчик, а к другой – опущенный в воду рупор.  Лодки находились на расстоянии 14 км. На первой лодке били в колокольчик и одновременно поджигали порох, на второй регистрировали время задержки между вспышкой и приходом звука.

6. Чему равна скорость распространения звука в воздухе при 20оС? . Скорость звука в воздухе при 20оС равна 340 м/с.

        7.От чего зависит скорость звука в газах? (От массы молекул газа и температуры газа.)

VI. Практические задания.

Задача1.

Какой диапазон длин волн имеет звук в воздухе и воде. Скорость распространения волн в воде – 1483 м/с, в воздухе – 343 м/с. У доски решают задачу (имя учениц).  Первая ученица ищет диапазон длин волн в воздухе, а вторая – в воде.

 Человеческое ухо воспринимает обычно частоты в диапазоне от 16 Гц до 22 кГц.

Это соответствует диапазону длин волн от

до

Задача2. Скорость звука в воздухе равна 340 м/с. Ухо человека имеет наибольшую чувствительность на длине волны 17 см. Частота этой волны равна …

         1) 2 кГц                          2) 200 Гц                      3) 20 Гц                  4) 20 кГц

Задачи ГИА.

A 4 № 58. Каким па­ра­мет­ром зву­ко­вых ко­ле­ба­ний опре­де­ля­ет­ся гром­кость звука?

1) ча­сто­той
2) пе­ри­о­дом