Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета - физика Класс - 9 УМК (название учебника, автор, год издания) - Физика. 9 кл.: учебник/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. - М.: Дрофа, 2014. Уровень обучения (базовый, углубленный, профильный) - базовый Тема урока - Высота, тембр и громкость звука. Общее количество часов, отведенное на изучение темы - 1 Место урока в системе уроков по теме - 32/9 Цель урока – научить различать звуки по громкости, тембру, показать, как эти характеристики связаны с частотой и амплитудой колебаний. Задачи урока – Показать связь физики с музыкой. Ознакомление учащихся с происхождением термина «длина волны, скорость волны». Воспитывать аккуратность, бережное отношение к оборудованию кабинета, умения слушать и быть услышанным. Учить работать в группе, формировать коммуникативные компетенции учащихся. Планируемые результаты - На основании увиденных опытов выдвигать гипотезы о зависимости высоты тона от частоты, а громкости – от амплитуды колебаний источника звука. Техническое обеспечение урока - компьютер, мультимедийный проектор.. Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока (возможны ссылки на интернет-ресурсы) – презентация к уроку с диска «Физика 9 класс» от VIDEOUROKI.NET https://videouroki.net/look/diski/fizika9/index.html Содержание урока 1. Организационный этап Взаимное приветствие учителя и обучающихся; проверка отсутствующих по журналу. 2. Актуализация субъектного опыта обучающихся А сейчас для повторения изученного предлагаю ответить на вопросы верно или не верно… 1. Верно ли, что источником звука является любое колеблющееся тело? 2. Верно ли, что в зале, заполненном публикой, музыка звучит громче, чем в пустом? 3. Верно ли, что комар быстрее машет крыльями, чем шмель? 4. Верно ли, что колебания звучащего камертона быстрее затухают, если его ножку поставить на стол? 5. Верно ли, что летучие мыши видят с помощью звука? 6. Верно ли, что некоторые животные “предсказывают” землетрясение с помощью инфразвука? Выполнение тестового задания. 1. При полёте большинство насекомых издают звук. Чем это вызывается? а) голосовыми связками; б) ветром; в) взмахами крыльев; г) строением тела. 2. Какое насекомое – бабочка или муха – делает большее количество взмахов крыльями? а) бабочка; б) муха и бабочка делают одинаковое количество взмахов; в) муха; г) они не взмахивают крыльями. 3. Какое минимальное число колебаний в секунду должен делать шарик, чтобы человек смог услышать исходящий при этом звук? а) 10; б) 16; в) 60; г) нельзя определить. 4. В какой среде звуковые волны не распространяются? а) в твердых телах; б) в жидкостях; в) в газах; г) в вакууме. 5. К какому виду волн относятся звуковые волны? а) к поперечным механическим; б) к продольным механическим; в) к электромагнитным; г) среди ответов нет правильного. 3. Изучение новых знаний и способов деятельности (работа со слайдами презентации) Тема сегодняшнего урока Высота, тембр и громкость звука Музыкальные звуки издают различные музыкальные инструменты. Источники звука в них разные, поэтому музыкальные инструменты делятся на несколько групп: Ударные – бубны, барабаны, ксилофоны и т.д. (Здесь колеблются от удара палочки или руки натянутый материал, металлические пластинки и т.д.); Духовые – флейты, горны и фанфары, кларнеты, валторны, трубы (колебания столба воздуха внутри инструмента Струнные – скрипка, гитара и т.д . Клавишные – пианино, клавесины (колебания струн вызывается здесь ударом по ним молоточков); Звуковые волны распространяются с конечной скоростью, которая зависит от особенностей среды: плотности, упругости, температуры. Звуковые волны, как и другие волны, характеризуются такими объективными величинами, как частота, амплитуда, фаза колебаний, скорость распространения, длина волны и др. Но, кроме этого, они описываются тремя субъективными характеристиками. Это — громкость звука, высота тона и тембр. Чувствительность человеческого уха различна для разных частот. Для того, чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторой минимальной интенсивностью, но если эта интенсивность превышает определенный предел, то звук не слышен и вызывает только болевые ощущения. Таким образом, для каждой частоты колебаний существует наименьшая — порог слышимости, и наибольшая — порог болевого ощущения, интенсивность звука, которая способна вызвать звуковое ощущение. Область между болевым порогом и порогом слышимости называется областью слышимости. Если интенсивность звука — это величина, объективно характеризующая волновой процесс, то субъективной характеристикой звука является громкость. Громкость зависит от интенсивности звука, т.е. определяется квадратом амплитуды колебаний в звуковой волне и чувствительностью уха. Т.о. чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Вторая субъективная характеристика — это высота тона. Высота тона — это качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее от частоты звука. Чем больше частота, тем выше тон звука. Если звуковые колебания происходят по гармоническому закону, то они воспринимаются человеком как определенный музыкальный тон. Различают высокий тон — это колебания высокой частоты. И низкий тон — это звуки низкой частоты. Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном различаются тембром, т.е. характером нарастания амплитуд в начале звучания и их спадом в конце. Кроме того, восприятие звука органами слуха зависит от того, какие частоты входят в состав звуковой волны. Если в звуковой волне присутствуют колебания всевозможных частот, то мы его воспринимаем в виде шума. Давайте повторим главное, что мы узнали сегодня на уроке. Звуковые волны — это упругие продольные волны, которые, воздействуя на слуховой аппарат человека, вызывают определенные (слуховые) ощущения. Звуковые волны распространяются с конечной скоростью, которая зависит от особенностей среды: плотности, упругости, температуры. Звуковые волны, как и другие волны, характеризуются такими объективными величинами, как частота, амплитуда, фаза колебаний, скорость распространения, длина волны и др. Но, кроме этого, они описываются тремя субъективными характеристиками. Это — громкость звука, высота тона и тембр. Громкость зависит от интенсивности звука, т.е. определяется квадратом амплитуды колебаний в звуковой волне и чувствительностью уха. Т.е. чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Высота тона — это качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее от частоты звука. Чем больше частота, тем выше тон звука. Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном различаются тембром, т.е. характером нарастания амплитуд в начале звучания и их спадом в конце. Таким образом, по действию, производимому на нас, все звуки делятся на две группы: музыкальные звуки и шумы. Чем они отличаются друг от друга? Установить различие между музыкой и шумом довольно трудно, так как-то, что может казаться музыкой для одного, может быть просто шумом для другого. Некоторые считают оперу совершенно не музыкальной, а другие наоборот, видят предел совершенства в музыке. Ржание коней или скрип нагруженного лесом вагона может быть шумом для большинства людей, но музыкой для лесопромышленника. Любящим родителям крик новорожденного ребенка может казаться музыкой, для других такие звуки представляют просто шум. Однако большинство людей согласится с тем, что звуки, идущие от колеблющихся струн, язычков, камертона и вибрирующих голосовых связок певца, музыкальные. Но если так. То, что существенно в возбуждении музыкального звука или тона? Наш опыт показывает, что для музыкального звука существенно, чтобы колебания происходили через равные промежутки времени. Колебания камертона, струн и т.д. имеют такой характер; колебания поездов, вагонов с лесом и т.д. происходят через неправильные, неравномерные промежутки времени, и производимые ими звуки представляют только шум. Шум отличается от музыкального тона тем, что ему не соответствует какая-либо определенная частота колебаний и, следовательно, определенная высота звука. В шуме присутствуют колебания различных частот. С развитием промышленности и современного скоростного транспорта появилась новая проблема – борьба с шумом. Возникло даже новое понятие «шумовое загрязнение» среды обитания. Р.Рождественский дал очень точный и емкий образ нынешней действительности: Аэродромы, Пирсы и перроны, Леса без птиц и земли без воды… Все меньше - окружающей природы, Все больше – окружающей среды. Шум, особенно большой интенсивности, не просто надоедает и утомляет – он может и серьезно подорвать здоровье. Наиболее опасно длительное воздействие интенсивного шума на слух человека, которое может привести к частичной или полной потере слуха. Медицинская статистика показывает, что тугоухость в последние годы выходит на ведущее место в структуре профессиональных заболеваний и не имеет тенденции к снижению. Поэтому важно знать особенности восприятия звука человеком, допустимые с точки зрения обеспечения здоровья, высокой производительности и комфортности уровни шума, а также средства и способы борьбы с шумом. Негативное воздействие шума на человека и защита от него. Вредные воздействия шума на организм человека. Проявление вредного воздействия шума на организм человека весьма разнообразно. Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБ) на слух человека приводит к его частичной или полной потере. В зависимости от длительности и интенсивности воздействия шума происходит большее или меньшее снижение чувствительности органов слуха, выражающееся временным смещением порога слышимости , которое исчезает после окончания воздействия шума, а при большой длительности и (или) интенсивности шума происходят необратимые потери слуха (тугоухость), характеризуемые постоянным изменением порога слышимости. Различают следующие степени потери слуха: I степень (легкое снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 10 - 20 дБ, на частоте 4000 Гц – 20 - 60 дБ; II степень (умеренное снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 21 - 30 дБ, на частоте 4000 Гц – 20 - 65 дБ; III степень (значительное снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 31 дБ и более, на частоте 4000 Гц – 20 - 78 дБ. Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Человек, подвергающийся воздействию интенсивного (более 80 дБ) шума, затрачивает в среднем на 10 – 20% больше физических и нервно-психических усилий, чтобы сохранить выработку, достигнутую им при уровне звука ниже 70 дБ. Установлено повышение на 10 – 15% общей заболеваемости рабочих шумных производств. Воздействие на вегетативную нервную систему проявляется даже при небольших уровнях звука (40 – 70 дБ). Из вегетативных реакций наиболее выраженным является нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров кожного покрова и слизистых оболочек, а также повышения артериального давления (при уровнях звука выше 85 дБ). Воздействие шума на центральную нервную систему вызывает увеличение латентного (скрытого) периода зрительной моторной реакции, приводит к нарушению подвижности нервных процессов, изменению электроэнцефалографических показателей, нарушает биоэлектрическую активность головного мозга с проявлением общих функциональных изменений в организме (уже при шуме 50 – 60 дБ), существенно изменяет биопотенциалы мозга, их динамику, вызывает биохимические изменения в структурах головного мозга. При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается. Изменения в функциональном состоянии центральной и вегетативной нервных систем наступают гораздо раньше и при меньших уровнях шума, чем снижение слуховой чувствительности. В настоящее время "шумовая болезнь" характеризуется комплексом симптомов: снижение слуховой чувствительности; изменение функции пищеварения, выражающейся в понижении кислотности; сердечно-сосудистая недостаточность; нейроэндокринные расстройства. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т.д. Воздействие шума может вызывать негативные изменения эмоционального состояния человека, вплоть до стрессовых. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Установлено, что при работах, требующих повышенного внимания, при увеличении уровня звука от 70 до 90 дБ производительность труда снижается на 20%. Ультразвуки (свыше 20000 Гц) также являются причиной повреждения слуха, хотя человеческое ухо на них не реагирует. Мощный ультразвук воздействует на нервные клетки головного мозга и спинной мозг, вызывает жжение в наружном слуховом проходе и ощущение тошноты. Не менее опасными являются инфразвуковые воздействия акустических колебаний (менее 20 Гц). При достаточной интенсивности инфразвуки могут воздействовать на вестибулярный аппарат, снижая слуховую восприимчивость и повышая усталость и раздражительность, и приводят к нарушению координации. Особую роль играют инфрачастотные колебания с частотой 7 Гц. В результате их совпадения с собственной частотой альфа - ритма головного мозга наблюдаются не только нарушения слуха, но и могут возникать внутренние кровотечения. Инфразвуки (6 8 Гц) могут привести к нарушению сердечной деятельности и кровообращения. СОХРАНЕНИЕ СЛУХА Заткнуть уши большими пальцами, указательные пальцы осторожно поместить на веки закрытых глаз. Средние пальцы сжимают ноздри. Безымянные пальцы и оба мизинца лежат на губах, которые сложены трубочкой и вытянуты вперед. Выполнить плавный вдох через рот так, чтобы надулись щеки. После вдоха наклонить голову и задержать дыхание. Затем медленно поднять голову, открыть глаза и выдохнуть через нос. 4. Обобщение и систематизация Делаем вывод: Физиологические характеристики звука – высота и громкость – определяются физическими характеристиками: частотой и амплитудой. Чем тоньше звук, тем он выше. Чувствительность человеческого уха различна к разным частотам. Громкость звука зависит также от его длительности и индивидуальных особенностей слушателя. Единица громкости – сон, но чаще применяется Белл – (в честь ученого Грехэма Белла – изобретателя телефона) или децибелла – дБ.! Шелест листьев – 10 дБ. Громкий разговор – 70 дБ. Самолет – 130 дБ. (вызывает болевое ощущение). Систематическое воздействие на человека громких звуков может неблагоприятно сказаться на здоровье. Например: постоянное прослушивание плеера через наушники, дискотеки громкие. (Мать – сыну: “Сынок, ты так оглохнешь скоро, если постоянно будешь пользоваться наушниками, и слушать громкую музыку!”. Сын: “Спасибо, мама, я уже пообедал”) – Делайте выводы! “ Звук стелется вдоль стен”. А знаете ли вы, что... Еще в древности было замечено, что звук хорошо распространяется вдоль вогнутых стен. Например, при дворе Фригийского царя Мидаса придворные прибегали к использованию вогнутых стен для подслушивания разговоров. Способствовали подслушиванию и вогнутые стены грота “Ухо Дионисия” в каменоломнях Сицилии (здесь подслушиванием занимались стражники, охранявшие находившихся в гроте военнопленных). В соборе св. Павла в Англии и во дворце Гол Гомбад в Индии шепот можно отчетливо слышать вдоль галерей, расположенных у основания полусферических куполов, на расстоянии до 33 м от источника. Летний театр “Голливудская чаша” в Лос-Анджелесе (США) по форме напоминает поверхность усеченного конуса. Шепот слышен здесь вдоль вогнутой поверхности “чаши” так же хорошо, как и в соборе св. Павла. Несколько меньшая дальность слышимости шепота (до 25 м) отмечается в галереях собора Глочестера (Англия), в соборе Гиргенти (Сицилия), в соборе св. Петра в Риме (Италия) и в парке Сан-Суси в Потсдаме (Германия). В Потсдаме хорошая слышимость наблюдается вблизи расположенных амфитеатром на территории парка скамеек (“шепчущие скамейки Сан-Суси”). А в королевском театре в Копенгагене (Дания), где задняя и боковые стены имеют вогнутый профиль, звуки оркестра “стелются” вдоль стен и воспринимаются слушателями идущими не от инструментов, а от стен. В “слуховой комнате” Невьянской башни (Екатеринбургская обл.) сказанные шепотом в одном из углов квадратной комнаты слова благодаря распространению звука вдоль сводчатого потолка хорошо прослушиваются в диаметрально противоположном углу комнаты (ее площадь 6,5X6,5 м, высота 5,1 м), в то время как в ее средней части они не слышны. Перечень таких “галерей шепота”, где хорошо “стелется” звук, можно продолжить. Это явление наблюдается в одном из летних театров Греции – “Театре Дионисия” у подножия Акрополя. Когда посетители этого театра бросают металлическую монету на мраморные ступени амфитеатра, имеющего вогнутый профиль, они могут долго слышать, как она катится вниз по ступеням. Люди, находящиеся в верхних рядах амфитеатра, хорошо слышат даже шепот актеров, исполняющих свои роли на сцене, расположенной в самом низу театра. В Храме Неба в Пекине (Китай) имеется высокая каменная стена, кольцеобразно его опоясывающая. Слабый звук, возникший вблизи нее, при благоприятных условиях погоды можно услышать на расстоянии до 80 м вдоль внутренней ее стороны. Дальность слышимости максимальна в том случае, когда источник звука находится близко к вогнутой стене, а звук направлен к слушателю, ухо которого почти прилегает к ней. – Закончить сегодняшний урок мне хотелось бы замечательными строками Л. Матынова: Слышу я Природы голос, Порывающейся крикнуть, Как и с кем она боролась, Чтоб из хаоса возникнуть. Может быть, и не во имя Обязательно нас с вами, Чтобы стали мы живыми, Мыслящими существами! И твердит Природы голос: “ В вашей власти, в вашей власти, Чтобы все не раскололось На бессмысленные части!” 5. Домашнее задание §31, упражнение 29
Автор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Конспект.docxАвтор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Презентация к уроку.pptx
