А это - звука волшебство

Урок "А это - звука волшебство"

( 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.

Восприятие звука

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.

Ухо - звукоприёмник

Основные части

Происходящие процессы

Слуховой канал

Вынужденные колебания

Барабанная перепонка

Резонанс

Молоточек

Сложение колебаний

Наковальня

Корректировка колебаний

Стремечко

Передача колебаний

Жидкость

Через косточки и жидкость в мозг

Ё

Источник звука

Органы, участвующие в создании звука

Происходящие физические явления

Гортань (АКУСТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР)

Вынужденные колебания голосовых связок и столбов

Вынужденные колебания голосовых связок и столбов

Голосовые связки

Воздушные пути (трахея, бронхи, лёгкие)

Отражение звука от нёба

Отражение звука от нёба

Ротовая и носовая полости

Дыхательная система

Классификация голосов по частотам

Бас

Баритон

Тенор

Женские

Контральто (самые низкие)

Название голоса

Частота. Гц

Мужские

80-350

100-400

130-500

170-780

Сопрано

250-1000

Колоратурное сопрано (высокие)

260-1400

Леонид Утёсов - знаменитый баритон (100-400Гц)

Вадим Козин

Тенор (130-500Гц) советской эстрады

Меццо-сопрано (200-900Гц) 30- ых годов

Изабелла Юрьева

Сергей Лемешев тенор (130-500Гц)

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

Шкала звуковых волн

Частота

Название

Что порождает звук

Некоторые характеристики

16 и ниже

Инфразвук

Шум моря, сотрясения земной коры, взрывы ядерной бомбы

Не слышимы человеком

16-20000

Звук

Колеблющиеся тела

Слышимы человеком

20000-10000000000

Ультразвук

Колеблющиеся с большой частотой тела

Не слышимы человеком

100000000- 10000000000000

Гиперзвук

Сверхвысокочастотные колебания тел

Не слышимы человеком

Частота различных источников

Музыкальных звуков

Частота, Гц

Источник звука

От 80

100-7000

200-9000

90-14000

80- 8000

2500-3000

260-15000

Низкий мужской бас

Обычный мужской голос

Обычный женский голос

Барабан

Саксофон (бас)

Свист художественный

Скрипка

Распространение волн с конечной скоростью

Свойства звуковых волн

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 ?/2 Ослабление звука (min) при нечётном числе ? /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» 15-26 февраля 2010 год

Дифракция

Отражение

Огибание волнами препятствий, рождающее второй фронт волны, т.е. «второй звук»

Выполнение законов отражения, Появление отражения звука - эхо

Объективные характеристики

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 ? /Т (м/с) Интенсивность звука – энергетическая характеристика; I=p/s (Вт/м?) зависит от амплитуды звукового давления, свойств среды, формы волны Тембр звука – придаёт звуку «ОКРАСКУ.

А камертон v пианино низ

женский голос Звуковые волны обладают одной и той же высотой, но различными тембрами

Спектры звуковых волн, испускаемых камертоном, струной пианино и низким женским голосом(альт), звучащими на одной и той же ноте.

Субъективные характеристики

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, 000000000001 Вт/м?, пороговое давление р= 0,00002 Па Наилучшая чувствительность уха 1-5 кГц.

Разновидность звуков

Музыкальный тон (ля)

x t

Одно гармоническое колебание Звук без оттенков

Разновидность звуков

Шум

Шум (ветер, шелест, стук)

X t

Беспорядочные колебания сложной формы и структуры Не регулярной породы Смесь случайных, меняющихся колебаний

Отбойный молоток

Разновидность звуков

Удар

Удар (грохот сели, удар барабана)

X t

Колебания затухающие, непериодические, неправильной формы Время затухания мало Первая амплитуда значительна, остальные малы

Гром

«Межмуниципальная методическая Интернет-конференция «О, урок! – ты солнце! Мой самый необычный урок» 15-26 февраля 2010 год

Барабан

Разновидность звуков

Музыкальный звук

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

Виолончель

Рок - н -ролл

Ритм - энд - блюз

Тихий звук Громкий звук X x t t Громкость связана с интенсивностью

волны

Единицей громкости служит бел(Б) или децибел(дБ)

Громкие звуки вредны для нашего организма

Санитарная норма равна 30-40 дБ. Это громкость спокойной тихой беседы. Шумовая болезнь: высокое давление, нервная возбудимость, тугоухость, плохой сон, быстрая утомляемость.

Интенсивность и громкость звука от различных источников

170 запуск ракеты 170-190 дБ 160 150 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

Литература

1. http://school.holm.ru/predmet/phisic/ — полезные материалы по физике 2. http://livejournal.com- сетевой журнал 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, 2000. Н.И. Карякин, К.Н. Быстреев. Краткий справочник по физике. — М.: Высшая школа, 1964. 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?»