( по теме «Колебания и волны») Цель урока: показать синтез физики и музыки; высветить красоту темы; раскрыть значимость звука как средства общения людей и компонента их духовной жизни.

Измеряя давление воздуха, звуковые колебания заставляют вибрировать барабанную перепонку. Слуховые косточки усиливают вибрацию и передают её органу слуха – улитке. Здесь вибрация преобразуется в электрические импульсы, поступающие затем в мозг.

Основные части Происходящие процессы Слуховой каналВынужденные колебания Барабанная перепонкаРезонанс МолоточекСложение колебаний НаковальняКорректировка колебаний СтремечкоПередача колебаний ЖидкостьЧерез косточки и жидкость в мозг

ё Органы, участвующие в создании звука Происходящие физические явления Гортань (АКУСТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР) Вынужденные колебания голосовых связок и столбов Голосовые связки Воздушные пути (трахея, бронхи, лёгкие) Отражение звука от нёба Ротовая и носовая полости

Классификация голосов по частотам Название голоса Частота. Гц мужские Бас Баритон Тенор женские Контральто (самые низкие) Сопрано Колоратурное сопрано (высокие)

Леонид Утёсов - знаменитый баритон ( Гц)

Вадим Козин Тенор ( Гц) советской эстрады

Изабелла Юрьева Меццо-сопрано ( Гц) 30- ых годов

Сергей Лемешев тенор ( Гц) А. Варламов романс «Белеет парус одинокий»

Козловский (тенор) М.И. Глинка «Я помню чудное мгновенье»

Фёдор Шаляпин - бас ( 80Гц) в мире не было голоса с такими богатейшими возможностями

Частота Название Что порождает звук Некоторые характеристики 16 и ниже Инфразвук Шум моря, сотрясения земной коры, взрывы ядерной бомбы Не слышимы человеком Звук Колеблющиеся телаСлышимы человеком Ультразвук Колеблющиеся с большой частотой тела Не слышимы человеком Гиперзвук Сверхвысокочастотные колебания тел Не слышимы человеком

Частота, ГцИсточник звука От 80 Низкий мужской бас Обычный мужской голос Обычный женский голос Барабан Саксофон (бас) Свист художественный Скрипка

Распространение волн с конечной скоростью Скорость звука зависит от: а) плотность среды, б)её температуры Скорость звука: (м/с): в воздухе 331,2 в водороде 1270 стали 4980

Интерференция Результатом её может быть усиление звука (мах) при чётном числе ג/2 Ослабление звука (min) при нечётном числе ג /2 Биение – периодическое изменение амплитуды колебаний при сложении колебаний с близкими частотами (V1=V2) ( «Межмуниципальная методическая Интернет-конференция «О, урок! – ты солнце! Мой самый необычный урок» февраля 2010 год

Дифракция Огибание волнами препятствий, рождающее второй фронт волны, т.е. «второй звук» Отражение Выполнение законов отражения, Появление отражения звука - эхо

Частота колебаний V (Гц) – она определяет высоту звука, чем больше частота, тем выше звук. Скорость распространения звука – равна отношению длины волны к периоду колебания источника ג /Т (м/с) Интенсивность звука – энергетическая характеристика; I=p/s (Вт/м²) зависит от амплитуды звукового давления, свойств среды, формы волны Тембр звука – придаёт звуку «ОКРАСКУ.

Спектры звуковых волн, испускаемых камертоном, струной пианино и низким женским голосом(альт), звучащими на одной и той же ноте. А камертон v пианино низ. женский голос Звуковые волны обладают одной и той же высотой, но различными тембрами

Громкость звука – связана с амплитудой колебаний и интенсивностью, но зависит и от частоты звука. Определяется давлением на барабанную перепонку, вызванным прохождением звуковой волны. Пороговое давление наступает при интенсивности I=0, Вт/м², пороговое давление р= 0,00002 Па Наилучшая чувствительность уха 1-5 кГц.

Музыкальный тон (ля) x t Одно гармоническое колебание Звук без оттенков

Шум (ветер, шелест, стук) X t X t Беспорядочные колебания сложной формы и структуры Не регулярной породы Смесь случайных, меняющихся колебаний

Удар (грохот сели, удар барабана) X t Колебания затухающие, непериодические, неправильной формы Время затухания мало Первая амплитуда значительна, остальные малы

«Межмуниципальная методическая Интернет-конференция «О, урок! – ты солнце! Мой самый необычный урок» февраля 2010 год

Музыкальный звук x t x t Периодическое колебание Результат сложения нескольких колебаний Колебание не синусоидальное Колебание имеет тон (низкая частота) и обертоны (высокая частота) Звук с оттенками

Единицей громкости служит бел(Б) или децибел(дБ) Тихий звук Громкий звук X x t t Громкость связана с интенсивностью волны

Громкие звуки вредны для нашего организма. Санитарная норма равна дБ. Это громкость спокойной тихой беседы. Шумовая болезнь: высокое давление, нервная возбудимость, тугоухость, плохой сон, быстрая утомляемость.

170 запуск ракеты дБ Шумы свыше 140 дБ вызывают болезненные ощущения 140 Реактивный самолет при взлете 140 дБ 120 Рок-музыка в закрытом помещении 110 Гром 100 дБ 90 Шумы свыше 80 дБ вызывают неприятные ощущения, чувство тревоги 80 Поезд 80 дБ 70 Крик 70 дБ 60 Громкий разговор 30 Тиканье часов и шепот до 30 дБ 10 Падающий лист бумаги 0-10 дБ Интенсивность и громкость звука от различных источников

Литература 1. полезные материалы по физике сетевой журнал 2. Материалы на печатной основе 3. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. Физика. Учебник для общеобразовательных учреждений. 9–й класс. М: Дрофа, 2003, глава II. В.И. Лукашик, Е.В. Иванова Сборник задач по физике для 7–9 классов общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, Н.И. Карякин, К.Н. Быстреев. Краткий справочник по физике. М.: Высшая школа, Б.Б.Кадомцев, В.И. Рыдник. Волны вокруг нас. М.: Знание, 1981.

Задания группе Перескажите переданную вам на карточках информацию. Прокомментируйте её с точки зрения физики; Для этого ответьте на вопросы: «Что является источником звука в данном инструменте?» «Как создаются колебания?», «Что играет роль резонатора?»