El propósito de la lección: Forme una idea del sonido.
Objetivos de la lección:
Educativo:
- crear las condiciones para mejorar el conocimiento de los estudiantes sobre el sonido, obtenido en el estudio de las ciencias naturales,
- Contribuir a la ampliación y sistematización del conocimiento de los estudiantes sobre el sonido.
Desarrollando:
- Continuar desarrollando la capacidad de aplicar el conocimiento y la experiencia personal en Diferentes situaciones,
- Contribuir al desarrollo del pensamiento, análisis de los conocimientos adquiridos, destacando lo principal, la generalización y sistematización.
Educativo:
- Contribuir a la formación de una actitud de respeto hacia uno mismo y hacia los demás.
- Promover la formación de humanidad, bondad, responsabilidad.
Tipo de lección: revelando el contenido.
Equipo: diapasón, bola sobre hilo, campana de aire, medidor de frecuencia de lengüeta, un juego de discos con diferente número de dientes, una postal, una regla de metal, equipo multimedia, un disco con una presentación desarrollada por el profesor para esta lección.
Durante las clases
Entre los diversos movimientos vibracionales y ondulatorios que se encuentran en la naturaleza y la tecnología, especialmente esencial en la vida humana tienen vibraciones y ondas sonoras, y solo sonidos. V La vida cotidiana- estas son, con mayor frecuencia, ondas que se propagan en el aire. Se sabe que el sonido se propaga a otros medios elásticos: en el suelo, en metales. Habiéndose sumergido de cabeza en el agua, puede escuchar claramente el sonido del motor de un bote que se acerca desde la distancia. Durante el asedio, se colocaron "oyentes" en las murallas de la fortaleza, que vigilaban movimiento de tierras enemigo. A veces eran personas ciegas cuyo oído era especialmente agudo. Por los sonidos transmitidos en la Tierra, por ejemplo, se descubrió a tiempo la madriguera del enemigo en las paredes del monasterio de Zagorsk. Debido a la presencia de un órgano auditivo en una persona, recibe de medio ambiente con la ayuda de sonidos una amplia y variada información. El habla humana también se lleva a cabo a través de los sonidos.
Ante usted, sobre la mesa, hay hojas de trabajo con líneas del trabajo de Charles Dickens "Cricket Behind the Hearth". Cada uno debe enfatizar las palabras que expresan el sonido.
Opción 1
- El asustado cortacésped recobró el sentido solo cuando el reloj dejó de temblar debajo de él, y el rechinar y el ruido metálico de sus cadenas y pesos finalmente se detuvo. No es de extrañar que estuviera tan agitado: después de todo, este reloj huesudo y vibrante no es un reloj, ¡sino un simple esqueleto! - son capaces de ponerse al día con el miedo de cualquiera cuando empiezan a romperse huesos ...
- .... Entonces, ojo, la tetera y decidió pasar una agradable velada. Algo gorgoteó incontrolablemente en su garganta, y ya comenzó a emitir un resoplido abrupto y sonoro, que cortó de inmediato, como si aún no decidiera finalmente si ahora debía mostrarse como un tipo amigable. Fue entonces, después de dos o tres vanos intentos de sofocar el deseo de sociabilidad en sí mismo, arrojó toda su tristeza, toda su moderación y estalló en una canción tan acogedora, tan alegre que ningún ruiseñor llorón podía seguirle. ..
- … La tetera cantó su canción con tanta alegría y alegría que todo su cuerpo de hierro tarareó y rebotó sobre el fuego; e incluso la tapa misma comenzó a bailar como un jig y golpear la tetera (rechinando, haciendo ruido, traqueteando, haciendo clic, resoplando, cantando, chorreando, cantando, tarareando, golpeando).
Opcion 2:
- Aquí, si lo desea, ¡el grillo realmente comenzó a hacer eco de la tetera! Cogió el coro tan fuerte en su propio estado de ánimo: ¡pavonearse, rasguear, pavonearse! - su voz era tan sorprendentemente desproporcionada a su altura en comparación con la tetera que si estallara inmediatamente como un arma con una carga excesivamente grande, le parecería un final natural e inevitable, hacia el cual él mismo se estaba esforzando con todas sus fuerzas. ...
- .... La tetera ya no tenía que cantar en solitario. Continuó desempeñando su papel con un celo implacable, pero el grillo asumió el papel del primer violín y lo mantuvo. ¡Dios mío, cómo gorjeaba! Su voz fina, aguda y penetrante sonó por toda la casa y, probablemente, incluso centelleó como una estrella en la oscuridad fuera de las paredes. A veces, ante los sonidos más fuertes, de repente dejaba escapar un trino tan indescriptible que involuntariamente parecía: él mismo saltó alto en un estallido de inspiración y luego volvió a caer sobre sus pies. Sin embargo, cantaron totalmente de acuerdo, y el grillo y la tetera ... El tema de la canción seguía siendo el mismo, y compitiendo, cantaban cada vez más fuerte. (fuerte, coro, traste chirriante - rasgueo, rasgueo, rasgueo, ráfaga, solo, chirrido, agudo, voz chillona, sonó, sonidos fuertes, trino, cantó, canciones, cantó, más fuerte)
Vivimos en un mundo de sonidos. La rama de la física que estudia los fenómenos sonoros se llama acústica. (diapositiva 1).
Las fuentes de sonido son cuerpos vibrantes (diapositiva 2).
"Todo lo que suena necesariamente vibra, pero no todo lo que vibra suena".
A continuación se muestran algunos ejemplos de cuerpos oscilantes pero no sonoros. Pestañas del medidor de frecuencia, línea larga. ¿Qué ejemplos puedes dar? (una rama en el viento, un flotador en el agua, etc.)
Acortemos la regla y escuchemos el sonido. La campana de aire también emite sonidos. Demostremos que el cuerpo sonoro vibra. Para ello cogemos un diapasón. Un diapasón es una varilla arqueada unida a un soporte, golpéala con un mazo de goma. Llevando un diapasón que suena a una pequeña bola que cuelga de un hilo, veremos que la bola se desvía.
Si sostenemos un diapasón que suena sobre el cristal cubierto de hollín, veremos un gráfico de las oscilaciones del diapasón. ¿Cómo se llama ese horario? ( el diapasón vibra armónicamente)
Las fuentes de sonido pueden ser líquidos e incluso gases. El aire zumba en la chimenea y el agua canta en las tuberías.
¿Qué ejemplos de fuentes de sonido puede dar? ( relojes mecanicos, hervidor de agua hirviendo, sonido del motor)
Cuando un cuerpo suena, vibra, sus vibraciones se transmiten a las partículas de aire cercanas, que comienzan a vibrar y transmiten vibraciones a las partículas vecinas, que, a su vez, transmiten vibraciones más. Como resultado, las ondas de sonido se generan y se propagan en el aire.
Una onda de sonido es una zona de compresión y descarga de un medio elástico (aire), una onda de sonido es una onda longitudinal (diapositiva 3).
Percibimos el sonido gracias a nuestro órgano auditivo: el oído.
(Uno de los estudiantes cuenta cómo sucede esto) (diapositiva 4).
(Otro estudiante habla sobre los peligros de los auriculares.)
“Habiendo estudiado el comportamiento de los jóvenes en el metro de Moscú durante dos meses, los expertos han llegado a la conclusión de que en el metro de Moscú cada 8 de cada 10 usuarios activos de dispositivos electrónicos portátiles escuchan música. A modo de comparación: a una intensidad de sonido de 160 decibeles, los tímpanos se deforman. La potencia de sonido que reproducen los jugadores a través de los auriculares es de 110-120 decibeles. Así, los oídos de una persona están expuestos a un efecto igual al que se ejerce sobre una persona parada a 10 metros de un motor a reacción rugiente. Si se ejerce tal presión sobre los tímpanos todos los días, una persona corre el riesgo de padecer sordera. "En los últimos cinco años, los hombres y mujeres jóvenes han comenzado a asistir a la recepción con más frecuencia", dijo Kristina Anankina, otorrinolaringóloga. "Todos quieren estar a la moda, escuchar música constantemente. Sin embargo, la exposición prolongada a música alta simplemente mata el oído ". Si después de un concierto de rock el cuerpo necesita varios días para recuperarse, entonces con un ataque diario en los oídos, no queda tiempo para poner en orden la audición. El sistema auditivo deja de percibir altas frecuencias. "Cualquier ruido con una intensidad de más de 80 decibelios afecta negativamente al oído interno", dice Vasily Korvyakov, Ph.D. La vibración en el metro también empeora, lo que también afecta negativamente a la estructura del En combinación, estos dos factores provocan una pérdida de audición aguda. Su principal peligro es que ocurre literalmente de la noche a la mañana, pero es muy problemático curarla ". Debido a la exposición al ruido en nuestro oído, las células ciliadas que son responsables de transmitir las señales sonoras al cerebro mueren. Y la medicina aún no ha encontrado una forma de restaurar estas células ".
El oído humano percibe vibraciones con una frecuencia de 16 a 20 000 Hz. Todo lo que miente hasta 16 Hz es infrasonido, que después de 20.000 Hz - ultrasonido (diapositiva 6).
Ahora escucharemos el rango de 20 a 20,000 Hz, y cada uno de ustedes determinará su umbral de audición. (diapositiva 5).(Para el generador, consulte el Apéndice 2)
Muchos animales escuchan infra y ultra-sonidos. Discurso del estudiante (diapositiva 6).
Las ondas sonoras se propagan en cuerpos sólidos, líquidos y gaseosos, pero no pueden propagarse en espacios sin aire.
Las mediciones muestran que la velocidad del sonido en el aire a 00C y normal presión atmosférica es igual a 332 m / s. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la velocidad. Para las tareas, tomamos 340 m / s.
(Uno de los estudiantes resuelve el problema).
Tarea. La velocidad del sonido en hierro fundido fue determinada por primera vez por el científico francés Biot de la siguiente manera. En un extremo tubo de hierro fundido golpeó la campana, en el otro extremo el observador escuchó dos sonidos: primero, uno que venía a través del hierro fundido, y, después de un rato, el segundo que venía por el aire. La longitud de la tubería es de 930 metros, el intervalo de tiempo entre la propagación de los sonidos fue igual a 2,5 s. Encuentre la velocidad del sonido en hierro fundido a partir de estos datos. La velocidad del sonido en el aire es de 340 m / s ( Respuesta: 3950 m / s).
Velocidad del sonido en varios entornos. (diapositiva 7).
Los cuerpos blandos y porosos son malos conductores de sonido. Para proteger cualquier habitación de la penetración de sonidos extraños, las paredes, el piso y el techo se colocan con capas de materiales que absorben el sonido. Dichos materiales son: fieltro, corcho prensado, piedras porosas, plomo. Las ondas sonoras en tales capas se desintegran rápidamente.
Vemos lo diverso que es el sonido, lo caracterizaremos.
El sonido emitido por un cuerpo que vibra armoniosamente se llama tono musical. Cada tono musical (do, re, mi, fa, sol, la, si) corresponde a una cierta longitud y frecuencia de la onda sonora (diapositiva 8).
Nuestro diapasón tiene un tono de 440 Hz.
El ruido es una mezcla caótica de sonidos armónicos.
Los sonidos musicales (tonos) se caracterizan por el volumen y el tono, el timbre.
Un golpe débil en el vástago del diapasón provocará vibraciones con una pequeña amplitud, escucharemos un sonido suave.
Un impacto fuerte provocará vibraciones con mayor amplitud, escucharemos un sonido fuerte.
El volumen del sonido está determinado por la amplitud de las oscilaciones en la onda de sonido. (diapositiva 9).
Ahora rotaré 4 discos con cantidad diferente dientes. Tocaré estas puntas con una postal. Con un disco con dientes grandes, la postal oscila con más frecuencia y el sonido es más alto. Con un disco con menos dientes, la postal se tambalea menos y el sonido es más bajo.
El tono está determinado por la frecuencia de las vibraciones del sonido. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será el sonido. (diapositiva 10)
Nota de soprano humana más alta alrededor de 1300 Hz
La nota de bajo humano más baja es de unos 80 Hz.
¿Quién tiene un tono más alto para un mosquito o un abejorro? ¿Qué piensas, quién bate sus alas con más frecuencia que un mosquito o un abejorro?
El timbre de sonido es una especie de coloración del sonido mediante la cual distinguimos las voces de las personas. varios instrumentos (diapositiva 11).
Cualquier sonido musical complejo consta de una serie de sonidos armónicos simples. El más bajo es el principal. El resto es mayor que él en un número entero de veces, por ejemplo, 2 o 3-4 veces. Se llaman armónicos. Cuantos más matices se mezclen con el tono principal, más rico será el sonido. Los matices altos dan al timbre "brillo" y "brillo" y "metalicidad". Los bajos dan "poder" y "jugosidad". AG Stoletov escribió: "Los tonos simples que obtenemos de nuestros diapasones no se utilizan en la música, son tan insípidos e insípidos como el agua destilada".
Fondeo
- ¿Cuál es el nombre de la enseñanza sobre el sonido?
- Se produjo una violenta explosión en la luna. Por ejemplo, una erupción volcánica. ¿Lo escucharemos en la Tierra?
- ¿Las cuerdas vocales vibran con menos frecuencia en una persona que canta en bajo o tenor?
- La mayoría de los insectos emiten sonidos cuando vuelan. ¿Qué lo causó?
- ¿Cómo podía la gente hablar en la luna?
- ¿Por qué se golpean al revisar las ruedas de los vagones durante una parada de tren?
Tarea:§34-38. Ejercicio 30 (No. 2, 3).
Literatura
- Curso de física, Parte II, para la escuela secundaria / Peryshkin A.V. - M.: Educación, 1968 .-- 240p.
- Oscilaciones y ondas en la física de la escuela secundaria. Una guía para profesores / V.P. Orekhov. - M.: Educación, 1977 .-- 176p.
- Grillo detrás del hogar / Dickens Ch. - M.: Eksmo, 2003. - 640s.
El sonido es causado por vibraciones mecánicas en medios y cuerpos elásticos, cuyas frecuencias se encuentran en el rango de 20 Hz a 20 kHz y que el oído humano puede percibir.
En consecuencia, esta vibración mecánica con las frecuencias indicadas se denomina sonora y acústica. Inaudible vibraciones mecanicas con frecuencias por debajo del rango de sonido se llaman infrasónicos, y con frecuencias por encima del rango de sonido se llaman ultrasónicos.
Si se coloca un cuerpo que suena, por ejemplo una campana eléctrica, debajo de la campana de una bomba de aire, a medida que se bombea el aire, el sonido se volverá cada vez más débil y, finalmente, se detendrá por completo. La transmisión de vibraciones de un cuerpo sonoro se realiza a través del aire. Tenga en cuenta que durante sus vibraciones, el cuerpo sonoro, durante sus vibraciones, comprime alternativamente el aire adyacente a la superficie del cuerpo, luego, por el contrario, crea una rarefacción en esta capa. Por tanto, la propagación del sonido en el aire comienza con fluctuaciones en la densidad del aire en la superficie de un cuerpo oscilante.
Tono musical. Volumen y tono
El sonido que escuchamos cuando su fuente produce una vibración armónica se llama tono musical o, en definitiva, tono.
En cualquier tono musical, podemos distinguir de oído dos cualidades: sonoridad y tono.
Las observaciones más simples nos convencen de que los tonos de cualquier tono dado están determinados por la amplitud de las oscilaciones. El sonido de un diapasón se apaga gradualmente después de golpearlo. Esto ocurre junto con la amortiguación de oscilaciones, es decir con una disminución de su amplitud. Golpear el diapasón con más fuerza, es decir, Al impartir una gran amplitud a las vibraciones, escucharemos un sonido más fuerte que con un impacto débil. Lo mismo se puede observar con una cuerda y, en general, con cualquier fuente de sonido.
Si tomamos varios diapasones de diferentes tamaños, entonces no será difícil colocarlos de oído en orden ascendente de tono. Por lo tanto, estarán ubicados en tamaño: el diapasón más grande da el sonido más bajo, el más pequeño, el sonido más alto. Por tanto, el tono está determinado por la frecuencia de vibración. Cuanto mayor sea la frecuencia y, por lo tanto, cuanto más corto sea el período de oscilación, más alto será el sonido que escuchamos.
Resonancia acústica
Los fenómenos resonantes se pueden observar en vibraciones mecánicas de cualquier frecuencia, en particular en vibraciones sonoras.
Colocamos dos diapasones idénticos uno al lado del otro, girando los orificios de las cajas en las que están unidos entre sí. Las cajas son necesarias porque amplifican el sonido de los diapasones. Esto se debe a la resonancia entre el diapasón y las columnas de aire atrapadas en la caja; por lo tanto, las cajas se denominan resonadores o cajas de resonancia.
Golpeemos uno de los diapasones y luego amortigüemos con nuestros dedos. Escucharemos cómo suena el segundo diapasón.
Tomemos dos diapasones diferentes, es decir con diferente tono y repita el experimento. Ahora cada uno de los diapasones ya no responderá al sonido del otro diapasón.
No es difícil explicar este resultado. Las vibraciones de un diapasón actúan a través del aire con cierta fuerza sobre el segundo diapasón, lo que lo obliga a realizar sus vibraciones forzadas. Dado que el diapasón 1 realiza oscilaciones armónicas, la fuerza que actúa sobre el diapasón 2 cambiará de acuerdo con la ley de oscilación armónica con la frecuencia del diapasón 1. Si la frecuencia de la fuerza es diferente, las oscilaciones forzadas serán muy débiles. que no los escucharemos.
Ruidos
Escuchamos un sonido musical (nota) cuando la oscilación es periódica. Por ejemplo, este tipo de sonido lo produce una cuerda de piano. Si pulsa varias teclas al mismo tiempo, p. Ej. Si hace sonar algunas notas, la sensación del sonido musical permanecerá, pero la diferencia entre las notas consonantes (agradables al oído) y disonantes (desagradables) emergerá claramente. Resulta que aquellas notas cuyos puntos están en la proporción de números pequeños son consonantes. Por ejemplo, la consonancia se obtiene con una relación de período de 2: 3 (quinta), 3: 4 (cuántica), 4: 5 (tercera mayor), etc. Si los períodos están relacionados como números grandes, por ejemplo 19:23, entonces obtenemos una disonancia - musical, pero sonido desagradable... Iremos aún más lejos de la frecuencia de oscilaciones si pulsamos muchas teclas al mismo tiempo. El sonido ya será como un ruido.
Los ruidos se caracterizan por una fuerte no periodicidad del modo de vibración: o es una vibración larga, pero de forma muy compleja (silbido, crujido), o emisiones individuales (clics, golpes). Desde este punto de vista, los ruidos también deben incluir sonidos expresados por consonantes (silbidos, labiales, etc.).
En todos los casos, las vibraciones de ruido consisten en una gran cantidad de vibraciones armónicas con diferentes frecuencias.
Por tanto, el espectro de una vibración armónica consta de una sola frecuencia. Para una oscilación periódica, el espectro consta de un conjunto de frecuencias, la principal y sus múltiplos. En consonancias consonantes, tenemos un espectro que consta de varios conjuntos de frecuencias, las principales se denominan números enteros pequeños. En consonancias disonantes, las frecuencias fundamentales ya no están en una relación tan simple. Cuantas más frecuencias diferentes haya en el espectro, más nos acercaremos al ruido. Los ruidos típicos tienen espectros con frecuencias extremadamente altas.
Fuentes de sonido.
Vibraciones sonoras
Resumen de la lección.
1.Momento organizacional
¡Hola chicos! Nuestra lección tiene una amplia aplicación práctica en la práctica diaria. Por lo tanto, sus respuestas dependerán de la observación en la vida y de la capacidad de analizar sus observaciones.
2. Repetición de conocimientos básicos.
Las diapositivas 1, 2, 3, 4, 5 se muestran en la pantalla del proyector (Apéndice 1).
Chicos, ante ustedes hay un crucigrama, habiendo resuelto el cual aprenderán la palabra clave de la lección.
1.er fragmento: nombrar el fenómeno físico
Segundo fragmento: nombrar el proceso físico
3er fragmento: nombrar la cantidad física
Cuarto fragmento: nombrar el dispositivo físico
R | Z | norte | ||||||||
V | ||||||||||
Tengo | ||||||||||
PARA |
Preste atención a la palabra resaltada. Esta es la palabra "SONIDO", es la palabra clave de la lección. Nuestra lección trata sobre el sonido y las vibraciones sonoras. Entonces, el tema de la lección es “Fuentes de sonido. Vibraciones sonoras". En la lección, aprenderá cuál es la fuente del sonido, qué son las vibraciones del sonido, su ocurrencia y algunos aplicaciones prácticas en tu vida.
3. Explicación del nuevo material.
Hagamos el experimento. El propósito del experimento: descubrir las causas de la aparición del sonido.
Experiencia con una regla de metal(Apéndice 2).
¿Qué has observado? ¿Qué conclusión se puede sacar?
Producción: un cuerpo vibrante crea sonido.
Realicemos el siguiente experimento. El propósito del experimento: averiguar si el sonido siempre es creado por un cuerpo oscilante.
El dispositivo que ves frente a ti se llama tenedor.
Experiencia con un diapasón y una pelota de tenis colgando de una cuerda.(Apéndice 3) .
Escuchas el sonido que hace el diapasón, pero el diapasón no vibra. Para asegurarnos de que el diapasón vibre, lo movemos con cuidado hacia las bolas de sombra suspendidas de un hilo y veremos que las vibraciones del diapasón se transmitieron a la bola, que entró en movimiento periódico.
Producción: el sonido es generado por cualquier cuerpo vibrante.
Vivimos en un océano de sonidos. El sonido es creado por fuentes de sonido. Hay fuentes de sonido tanto artificiales como naturales. PARA fuentes naturales sonido incluye cuerdas vocales (Apéndice 1 - diapositiva número 6) El aire que respiramos sale de los pulmones a través de las vías respiratorias hacia la laringe. La laringe contiene las cuerdas vocales. Bajo la presión del aire exhalado, comienzan a oscilar. El papel del resonador lo desempeñan la boca y la nariz, así como el pecho. Para el habla articulada, además de las cuerdas vocales, también se necesitan la lengua, los labios, las mejillas, el paladar blando y la epiglotis.
Otras fuentes naturales de sonido incluyen el zumbido de un mosquito, una mosca, una abeja ( aleteo de alas).
Pregunta:debido a que se crea el sonido.
(El aire en la pelota se comprime bajo presión. Luego, se expande abruptamente y crea una onda de sonido).
Entonces, el sonido es creado no solo por una oscilación, sino también por un cuerpo que se expande bruscamente. Evidentemente, en todos los casos de aparición de sonido, las capas de aire se mueven, es decir, surge una onda sonora.
La onda de sonido es invisible, solo puede ser escuchada y también registrada por dispositivos físicos. Para registrar y estudiar las propiedades de una onda de sonido, utilizaremos una computadora, que actualmente es muy utilizada por los físicos para la investigación. Se instala un programa de investigación especial en la computadora y se conecta un micrófono que capta las vibraciones del sonido (Apéndice 4). Mira a la pantalla. En la pantalla, verá una representación gráfica de la vibración del sonido. ¿Qué es este gráfico? ( sinusoide)
Experimentemos con un diapasón con una pluma. Golpeamos el diapasón con un mazo de goma. Los estudiantes ven vibraciones del diapasón, pero no escuchan ningún sonido.
Pregunta:¿Por qué hay vibraciones, pero no puedes escuchar el sonido?
Resulta que chicos, el oído humano percibe rangos de sonido en el rango de 16 Hz a Hz, este es un sonido audible.
Escúchelos a través de una computadora y capte el cambio en las frecuencias del rango (Apéndice 5). Preste atención a cómo cambia la apariencia de la sinusoide cuando cambia la frecuencia de las vibraciones del sonido (el período de las oscilaciones disminuye y, por lo tanto, la frecuencia aumenta).
Hay sonidos inaudibles para el oído humano. Estos son infrasonidos (rango de oscilación menor de 16 Hz) y ultrasonidos (rango de más de Hz). Puede ver el diagrama de los rangos de frecuencia en la pizarra, dibujarlo en un cuaderno (Apéndice 5). Investigando infrarrojos y ultrasonidos, los científicos han descubierto mucho características interesantes estas ondas sonoras. Acerca de estos datos interesantes tus compañeros nos lo dirán (Anexo 6).
4. Consolidación del material estudiado.
Para consolidar el material estudiado en la lección, propongo jugar al juego VERDADERO-INCORRECTO. Leo la situación, y levantas el cartel con la inscripción, VERDADERO o FALSO, y explicas tu respuesta.
Preguntas. 1. ¿Es cierto que la fuente del sonido es cualquier cuerpo vibrante? (Derecha).
2. ¿Es cierto que la música suena más fuerte en un salón lleno de gente que en uno vacío? (falso, ya que la sala vacía actúa como resonador de oscilaciones).
3. ¿Es cierto que un mosquito bate sus alas más rápido que un abejorro? (cierto, porque el sonido que produce el mosquito es más alto, por lo tanto, la frecuencia de oscilación de las alas también es más alta).
4. ¿Es cierto que las vibraciones de un diapasón que suena decaen más rápidamente si su pata se coloca sobre una mesa? (cierto, ya que las vibraciones del diapasón se transmiten a la mesa).
5. ¿Es cierto que los murciélagos ven con sonido? (derecha, porque los murciélagos emiten ultrasonido y luego escuchan la señal reflejada).
6. ¿Es cierto que algunos animales "predicen" terremotos usando infrasonidos? (es cierto, por ejemplo, los elefantes sienten un terremoto en unas horas y están extremadamente emocionados al mismo tiempo).
7.¿Es cierto que el infrasonido causa desordenes mentales¿en las personas? (a la derecha, en Marsella (Francia) junto a centro científico se construyó una pequeña fábrica. Poco después de su lanzamiento, se descubrieron fenómenos extraños en uno de los laboratorios científicos. Después de permanecer en su habitación durante un par de horas, el investigador se volvió absolutamente estúpido: apenas podía resolver ni siquiera un problema simple).
Y en conclusión, le sugiero que obtenga de las letras cortadas, reorganizando palabras clave lección.
KVZU - SONIDO
RAMTNOKE - CAMERTON
TRAKZUVLU - ULTRASONIDO
FRAKVZUNI - INFRASOUND
OKLABEINYA - VIBRACIONES
5. Resumiendo la lección y la tarea.
Resumen de la lección. En la lección, descubrimos que:
Que cualquier cuerpo que vibre crea sonido;
El sonido viaja en el aire en forma de ondas sonoras;
Los sonidos son audibles e inaudibles;
El ultrasonido es un sonido inaudible cuya frecuencia de vibración es superior a 20 kHz;
El infrasonido es un sonido inaudible con una frecuencia de vibración inferior a 16 Hz;
El ultrasonido se usa ampliamente en ciencia y tecnología.
Tarea:
1.§34, ejercicio. 29 (Peryshkin clase 9)
2. Continúe el razonamiento:
Escucho el sonido: a) moscas; b) un objeto caído; c) tormentas eléctricas, porque….
No escucho el sonido: a) de una paloma trepadora; b) de un águila volando en el cielo, porque ...
Con este video tutorial, podrá explorar el tema “Fuentes de sonido. Vibraciones sonoras. Tono, timbre, volumen ". En esta lección, aprenderá qué es el sonido. También veremos los rangos de vibraciones sonoras que percibe el oído humano. Determinemos cuál puede ser la fuente del sonido y qué condiciones son necesarias para que se produzca. También estudiaremos características del sonido como el tono, el timbre y el volumen.
El tema de la lección está dedicado a las fuentes de sonido, vibraciones de sonido. Hablemos de las características del sonido: tono, volumen y timbre. Antes de hablar de sonido, de ondas sonoras, recordemos que las ondas mecánicas se propagan en medios elásticos. La parte de las ondas mecánicas longitudinales que perciben los órganos auditivos humanos se denomina sonido, ondas sonoras. El sonido son ondas mecánicas percibidas por los órganos auditivos humanos que causan sensaciones sonoras. .
Los experimentos muestran que el oído humano, los órganos auditivos humanos perciben vibraciones con frecuencias de 16 Hz a 20.000 Hz. Es este rango lo que llamamos sonido. Por supuesto, hay ondas cuya frecuencia es inferior a 16 Hz (infrasonido) y superior a 20.000 Hz (ultrasonido). Pero este rango, estas secciones no son percibidas por el oído humano.
Arroz. 1. Rango de audición del oído humano
Como dijimos, las áreas de infrasonido y ultrasonido no son percibidas por los órganos auditivos humanos. Aunque pueden ser percibidos, por ejemplo, por algunos animales, insectos.
Qué ? Las fuentes de sonido pueden ser cualquier cuerpo que vibre con una frecuencia de sonido (de 16 a 20.000 Hz)
Arroz. 2. Una regla vibratoria sujeta a un tornillo de banco puede ser una fuente de sonido
Pasemos a la experiencia y veamos cómo se forma una onda de sonido. Para hacer esto, necesitamos una regla de metal, que sujetaremos en un tornillo de banco. Ahora, actuando sobre la regla, podremos observar vibraciones, pero no escuchamos ningún sonido. Y sin embargo, alrededor de la regla se crea onda mecánica... Tenga en cuenta que cuando la regla se mueve hacia un lado, se formará un sello de aire aquí. En el otro lado, también hay un sello. Se forma un vacío entre estos sellos. Onda longitudinal - esta es una onda de sonido, que consiste en compactación y descargas de aire... La frecuencia de vibración de la regla en este caso es menor que la frecuencia del sonido, por lo que no escuchamos esta onda, este sonido. Basado en la experiencia que acabamos de observar, finales del XVIII siglo, se creó un dispositivo llamado diapasón.
Arroz. 3. Propagación de ondas sonoras longitudinales desde un diapasón
Como hemos visto, el sonido aparece como resultado de las vibraciones del cuerpo con una frecuencia de sonido. Las ondas sonoras se propagan en todas direcciones. Debe haber un entorno entre el audífono humano y la fuente de ondas sonoras. Este medio puede ser gaseoso, líquido, sólido, pero necesariamente deben ser partículas capaces de transmitir vibraciones. El proceso de transmisión de ondas sonoras debe tener lugar necesariamente donde hay sustancia. Si no hay sustancia, no escucharemos ningún sonido.
Para que exista el sonido, necesita:
1. Fuente de sonido
2. miércoles
3. Audífono
4. Frecuencia 16-20000 Hz
5. Intensidad
Ahora pasemos a discutir las características del sonido. El primero es el tono. Tono de sonido - característica de frecuencia. Cuanto mayor sea la frecuencia del cuerpo que vibra, mayor será el sonido. Volvamos a la regla en un tornillo de banco. Como dijimos, vimos vibraciones, pero no escuchamos sonido. Si ahora la longitud de la regla se reduce, escucharemos el sonido, pero será mucho más difícil ver las vibraciones. Eche un vistazo a la regla. Si actuamos sobre él ahora, no escucharemos ningún sonido, pero observamos vibraciones. Si acortamos la regla, escucharemos un sonido de cierto tono. Podemos acortar aún más la longitud de la regla, luego escucharemos el sonido de un tono (frecuencia) aún más alto. Lo mismo podemos observar con los diapasones. Si tomamos un diapasón grande (también llamado diapasón de demostración) y golpeamos las patas de dicho diapasón, podemos observar la vibración, pero no escucharemos el sonido. Si tomamos otro diapasón, entonces, al golpearlo, escucharemos un cierto sonido. Y el próximo diapasón, un diapasón real que se utiliza para afinar instrumentos musicales... Emite un sonido correspondiente a la nota A, o, como dicen, 440 Hz.
La siguiente característica es el timbre del sonido. Timbre llamado el color del sonido. ¿Cómo se puede ilustrar esta característica? El timbre es lo que distingue dos sonidos idénticos tocados por diferentes instrumentos musicales. Todos sabéis que solo tenemos siete notas. Si escuchamos la misma nota A tocada en el violín y en el piano, las distinguiremos. Podemos decir de inmediato qué instrumento creó este sonido. Es esta característica, el color del sonido, la que caracteriza al timbre. Hay que decir que el timbre depende de qué vibraciones sonoras se reproduzcan, a excepción del tono principal. El hecho es que las vibraciones sonoras arbitrarias son bastante complejas. Están formados por un conjunto de vibraciones individuales, dicen espectro de vibración... Es la reproducción de vibraciones adicionales (armónicos) lo que caracteriza la belleza del sonido de tal o cual voz o instrumento. Timbre es una de las principales y más brillantes manifestaciones del sonido.
Otra característica es la sonoridad. El volumen del sonido depende de la amplitud de la vibración... Echemos un vistazo y asegurémonos de que el volumen está relacionado con la amplitud de la vibración. Así que tomemos un diapasón. Hagamos lo siguiente: si golpea débilmente el diapasón, la amplitud de la vibración será pequeña y el sonido será silencioso. Si ahora golpea el diapasón con más fuerza, entonces el sonido es mucho más fuerte. Esto se debe al hecho de que la amplitud de las oscilaciones será mucho mayor. La percepción del sonido es algo subjetivo, depende de cómo sea el audífono, de cómo se sienta una persona.
Lista de literatura adicional:
¿El sonido te resulta tan familiar? // Cuant. - 1992. - No. 8. - S. 40-41. Kikoin A.K. Sobre los sonidos musicales y sus fuentes // Kvant. - 1985. - No. 9. - S. 26-28. Libro de texto de física elemental. Ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.
El conocimiento adquirido sobre vibraciones y ondas nos permite pasar a la consideración de los fenómenos sonoros.
El mundo de los sonidos que nos rodean es diverso: las voces de la gente y la música, el canto de los pájaros y el zumbido de las abejas, los truenos durante una tormenta y el sonido de un bosque en el viento, el sonido de automóviles, aviones, etc. Las fuentes del sonido son los cuerpos vibrantes. Esto se puede ver en experimentos simples... Vamos a considerarlos.
Arroz. 74. Un ejemplo de fuente de sonido
La figura 74 muestra una regla de metal elástica reforzada en un tornillo de banco. Si su parte libre, cuya longitud se selecciona de cierta manera, se reduce a movimiento oscilatorio (posiciones extremas la regla oscilante se muestran con líneas discontinuas), luego la regla emitirá un sonido. En este caso, las vibraciones de la fuente de sonido son obvias.
Pasemos ahora a la Figura 75. Muestra una cuerda que suena, cuyos extremos son fijos. El contorno borroso de esta cuerda y el aparente engrosamiento en el medio indican que la cuerda se tambalea. Si el extremo de la tira de papel se acerca a la cuerda que suena, la tira rebotará por las sacudidas de la cuerda. Mientras la cuerda vibre, se escuchará un sonido; Detén la cuerda y el sonido se detiene.
Arroz. 75. Una cuerda que suena, cuyos extremos son fijos, vibra
El dispositivo que se muestra en la Figura 76 se llama diapasón. Es una varilla de metal curvada con pata. En este caso, el diapasón se adjunta a la caja del resonador (cuyo propósito aprenderá del § 40).
Arroz. 76. Detección de vibraciones de ramas de un diapasón que suena
Si golpea el diapasón con un martillo blando o dibuja un arco sobre él, sonará el diapasón. Llevemos una bola de luz (cuenta de vidrio) suspendida por una cuerda al diapasón que suena; la bola rebotará en el diapasón, indicando las vibraciones de sus ramas.
La Figura 77 muestra cómo se pueden "registrar" las oscilaciones de un diapasón con una frecuencia natural baja (aproximadamente 16 Hz) y gran amplitud vacilación. Al final de una rama del diapasón, se atornilla una tira de metal delgada y estrecha que termina en una punta. La punta se dobla hacia abajo y toca ligeramente una placa de vidrio ahumado que está sobre la mesa. Con el rápido movimiento de la placa debajo de las ramas vibrantes, la punta deja un rastro en forma de línea ondulada.
Arroz. 77. Registro de oscilaciones de la rama del diapasón
La línea ondulada trazada por un punto en la placa está muy cerca de una sinusoide. Por lo tanto, podemos suponer que cada rama del diapasón que suena realiza oscilaciones armónicas.
Varios experimentos indican que cualquier fuente de sonido vibra necesariamente (aunque la mayoría de las veces estas vibraciones son invisibles para el ojo). Por ejemplo, los sonidos de las voces de las personas y muchos animales surgen como resultado de las vibraciones de sus cuerdas vocales, el sonido de los instrumentos musicales de viento, el sonido de una sirena, el silbido del viento, el susurro de las hojas y el rodar. de los truenos son causados por fluctuaciones en las masas de aire.
Los delfines emiten y utilizan ultrasonidos para comunicarse entre sí, advertir a los familiares sobre el peligro y detectar bancos de peces
Para los murciélagos, el ultrasonido es una herramienta de detección de presas
Las medusas perciben el acercamiento de una tormenta al capturar la ola infrasónica que crea
Pero no todos los cuerpos que vibran son una fuente de sonido. Por ejemplo, un peso oscilante suspendido de un hilo o resorte no emite ningún sonido. La regla de metal que se muestra en la Figura 74 también dejará de sonar si la mueve hacia arriba en un tornillo de banco y, por lo tanto, alarga el extremo libre de modo que la frecuencia de sus oscilaciones sea inferior a 16 Hz.
Los estudios han demostrado que el oído humano puede percibir vibraciones mecánicas con una frecuencia que varía de 16 a 20.000 Hz (generalmente transmitidas a través del aire) como sonido. Por lo tanto, las vibraciones en este rango de frecuencia se denominan sonido.
Cabe señalar que los límites indicados del rango de sonido son arbitrarios, ya que dependen de la edad de las personas y características individuales su audífono. Por lo general, con la edad, el límite superior de frecuencia de los sonidos percibidos disminuye significativamente; algunas personas mayores pueden escuchar sonidos con frecuencias que no superan los 6.000 Hz. Los niños, por otro lado, pueden percibir sonidos, cuya frecuencia es ligeramente superior a 20.000 Hz.
Las vibraciones mecánicas con una frecuencia superior a 20.000 Hz se denominan ultrasónicas y las vibraciones con frecuencias inferiores a 16 Hz se denominan infrasónicas.
El ultrasonido y el infrasonido están tan extendidos por naturaleza como las ondas sonoras. Los delfines, murciélagos y algunos otros seres vivos los emiten y los utilizan para sus "negociaciones".
Arroz. 78. Uso de vibraciones ultrasónicas para medir la profundidad del mar
El ultrasonido se usa ampliamente en tecnología. Por ejemplo, se utilizan haces estrechos de ultrasonido dirigidos para medir la profundidad del mar (Fig. 78). Para ello, se colocan un emisor de ultrasonidos y un receptor de ultrasonidos en el fondo del recipiente. El emisor emite señales cortas que llegan al fondo y, reflejándose en él, llegan al receptor. Se registran los momentos de emisión y recepción de la señal. Así, durante el tiempo t, que pasa desde el momento en que se envía la señal hasta el momento en que se recibe, la señal que se propaga con la velocidad v recorre un trayecto igual al doble de la profundidad del mar, es decir, 2h:
A partir de aquí es fácil calcular la profundidad del mar:
El método descrito para determinar la distancia a un objeto se llama ecolocalización.
Preguntas
- Cuéntenos sobre el curso de los experimentos que se muestran en las figuras 74-77. ¿Qué conclusión se desprende de ellos?
- ¿Cuáles son las fuentes de sonido?
- Vibraciones mecánicas de qué frecuencias se llaman sonido y por qué?
- Qué vibraciones se llaman ultrasónicas; infrasónico?
- Cuéntanos cómo medir la profundidad del mar mediante la ecolocalización.
Ejercicio # 28
Escuchamos el sonido del batir de las alas de un mosquito volador, pero no un pájaro volador. ¿Por qué?