Конспект урока физики 9 класс "Звук. Характеристики звука"

УМК: "Физика 9 класс" А.В. Перышкин, Е. М. Гутник

Цель урока: раскрыть физическую природу звука и его значимость как средства общения и исследования окружающего мира.

Задачи:

• сформировать понятие о звуковой волне, характеристиках звука;
• дать представление о взаимосвязи физики и других наук, развивать умение анализировать и обобщать учебный материал, умение применять знания в различных ситуациях;
• развивать кругозор учащихся, определить значение звука в различных видах искусства и жизни человека.

Ход урока

Организационный момент

Приветствия учащихся. Проверка готовности к уроку.
Сообщение темы и целей урока.

Повторение, постановка проблемы

Во время фронтального повторения организуется актуализация знаний по вопросам:

• Что такое волна?
• Что является источником волны?
• Что такое упругая волна?
• Как распространяются волны в упругих средах?
• В каких средах распространяются упругие волны?
• Какие характеристики волны вы знаете?

Проблема

На столе находится длинная металлическая линейка и тиски. Можно ли с помощью этих предметов получить колебания? (к столу вызывается ученик, пожелавший ответить, он "собирает" установку, демонстрирует получившиеся колебания)

Затем линейка зажимается так, чтобы над тисками осталась только небольшая ее часть, колебания которой можно "услышать". Задается вопрос: почему колебания в одном случае мы можем "слышать" в другом случае нет?

Оказывается, что существует определенный диапазон механических волн, называемых звуковыми. Звук это тоже волна.
Нас окружает множество различных звуков, в связи с чем возникает много вопросов:

• Что представляет собой звук?
• Как его можно получить?
• Чем отличаются различные звуки?

На все эти вопросы дает ответ физика. И мы с вами попытаемся сегодня систематизировать и обновить наши знания о мире звуков

Изучение нового материала

Для начала разберем вопрос: Что же является причиной (источником) звуковых колебаний?
В каких случаях, в результате каких либо действий, мы слышим звук?

Ребята приводят примеры – звучание струны, звон колокола, работа динамика…
Во всех этих примерах источником звука является колеблющееся тело.

Демонстрации: звучание натянутой струны, камертона.

А сейчас проведем опыт, позволяющий "увидеть" звуковые колебания, получаемые с помощью камертона.

Опыт 1

К камертону подносят микрофон, подсоединенный к компьютеру. Ударяют по камертону молоточком. С помощью программы "Осциллограф", демонстрируется полученная звуковая волна. Внимание обращается на то, что полученная линия близка к синусоиде.

А теперь вернемся к вопросу: почему колебания в одном случае мы можем "слышать" в другом случае нет? Для этого мы используем прибор, который называется звуковой генератор.

Опыт 2

На компьютере запускается программа "Генератор". Изменяя частоту генератора, определяем диапазон частот, которые мы можем слышать. Звуковыми называют механические колебания в пределах 16-20000 Гц.

Колебания, частота которых менее 16 Гц, называются инфразвуковыми, а колебания с частотой более 20000 Гц – ультразвуковыми.

Проводится беседа о роли звуков в жизни некоторых животных, у которых "диапазон слышимости" отличается от диапазона человека. (возможно выступление учащегося с докладом по данной теме)

В ходе опыта с генератором мы обнаружили, что с изменением частоты колебаний изменяется и звук. В одних случае мы получаем низкое звучание, в других высокое. От чего это зависит?

Опыт 3

На компьютере запускаются программы "Генератор" и "Осциллограф". Изменяя частоту генератора, замечаем, что изменяется вид синусоиды и высота сигнала.

Высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника, тем выше издаваемый им звук.
С помощью генератора можно менять не только частоту звука, но и его громкость.

Опыт 4

На компьютере запускаются программы "Генератор" и "Осциллограф". Изменяя амплитуду генерируемого сигнала, замечаем, что изменяется его громкость.

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда, тем громче звук.
За единицу громкости звука принят бел (в честь Александра Грэхема Белла, изобретателя телефона). На практике громкость измеряют в децибелах (дБ): 1 дБ = 0,1Б.

10 дБ – шепот;
20–30 дБ – норма шума в жилых помещениях;
40 дБ – тихий разговор;

50 дБ – разговор средней громкости;
70 дБ – шум пишущей машинки;
80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля;

100 дБ – громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5–7 м;
120 дБ – шум работающего трактора на расстоянии 1 м;
130 дБ – порог болевого ощущения.

На самом деле нам приходится редко иметь дело со звуками, похожими на звук издаваемый генераторами. Реальные звуки более сложные и представляют совокупность гармонических колебаний разных частот.

Вводятся понятия: чистый тон, основная частота, основной тон, обертон.Обертоны определяют тембр звука. С помощью тембра мы можем звук одного источника отличить от звука другого источника, например – голоса людей, различные музыкальные инструменты.

Опыт 5

На компьютере запускаются программы "Генератор" и "Осциллограф". С помощью микрофона и данных приборов демонстрируются осциллограммы голосов учащихся.

В ходе демонстрации обращается внимание, на то, что чистой синусоиды получить практически невозможно. Но… Учащимся предлагается изобразить звук генератора, работающего на низких частотах.

Опыт 6

На компьютере запускаются программы "Генератор" и "Осциллограф". Учащемуся предлагается произнести в микрофон звук "У-у-у…" Меняя его произношение можно получить на экране осциллограмму близкую к синусоиде.

Проводится беседа о звучании музыкальных инструментов. Роли музыки в жизни человека.

Закрепление

Что нового мы узнали на сегодняшнем уроке?
Что такое звук?
Каковы звуковые частоты?

Что такое тембр, громкость?
Где и как используется звук?

Звук нашел очень широкое распространение в живой природе и технике. Большое количество информации к человеку поступает благодаря звуку. А для некоторых животных звук является основным источником информации об окружающей среде. Большое значение имеет звук также в искусстве, музыке.

Домашнее задание

§ 34-36 Упр. 30 № 1-3