Конспект урока физики по теме "Звуковые волны"

Тема: «Звуковые волны»

Класс: 9

Цель урока: Расширение и углубление знаний учащихся о механических волнах.

Задачи урока:

Образовательная: систематизировать и углубить знания учащихся о механических волнах; формирование знаний о физических (амплитуда, период, частота) и физиологических (высота, громкость, тембр) характеристиках звука.

Воспитательная: продолжить формирование познавательного интереса к физике и позитивного отношения к учёбе; воспитание бережного отношения к здоровью.

Развивающая: формировать умение обобщать, сравнивать, анализировать и самостоятельно делать выводы; развивать умение работать с текстом учебника, информационными таблицами; создание условий для расширения кругозора учащихся.

Тип урока: урок изучения нового материала

Вид урока: комбинированный

Программное обеспечение: Power Point.

Оборудование к уроку: компьютер, проектор, камертоны

Структура урока

Этапы урока

1 Организационный момент (постановка целей урока).

2 Этап мотивации учащихся.

3 Актуализация опорных знаний (фронтальный опрос).

4 Изучение нового учебного материала. Физкультминутка (для улучшения слуха).

5 Первичная проверка понимания.

6 Обобщение и систематизация знаний.

7 Самопроверка.

8 Домашнее задание.

9 Подведение итогов, оценка работ учащихся, рефлексия.

Звук. Источники звука. Звуковые колебания. Высота, тембр, громкость звука

Распространение звука. Звуковые волны. Скорость звука.

Ход урока

1. Организационный момент. Вступительное слово учителя

Учитель. Сегодня урок мне хотелось бы начать строками из стихотворения:

Мир звуков так многообразен,

Богат, красив, разнообразен,

Но всех нас мучает вопрос

Откуда звуки возникают,

Что слух наш всюду услаждают?

Пора задуматься всерьез.

1. Мотивация учащихся

Вы уже догадались, ребята, что сегодня мы будем говорить о звуковых волнах. Звуки занимают в жизни человека важную роль. С помощью звуков мы получаем информацию об окружающем мире, что позволяет нам уверенно ориентироваться в пространстве; получаем наслаждение от звуков природы и музыки; а самое главное - речь, благодаря звуку, мы общаемся с вами. Большое значение имеет звук также в искусстве, музыке. Откройте рабочие тетради и запишите тему урока.

Тема урока: Звуковые волны (Слайд 3)

При изучении звуковых волн мы должны поставить перед собой цель. Какую? (Расширить знания о природе звука, рассмотреть механизм возникновения звука, его характеристика). Итак, план нашего урока (Слайд 4)

План урока

1. Возникновение звуковых волн

2. Характеристики звуковых волн.

3. Применение звуковых волн.

1. Актуализация опорных знаний

Но сначала давайте вспомним основные понятия, основные характеристики колебательного и волнового движения.

Фронтальный опрос. Работа по карточкам.

1. Что такое механические волны?

2. Каких двух видов бывают механические волны?

3. Чем характеризуются продольные волны?

4. Что такое: амплитуда, период, частота, длина волны, скорость волны?

5. Какая связь существует между периодом и частотой волны?

6. Какая связь существует между длиной волны и скоростью ее распространения?

1. Изучение нового материала.

Мы живем в мире звуков. Нас окружает шум нашего города, шелест листвы, голоса друзей, звуки железной дороги. Одни звуки успокаивают, другие поднимают настроение, третьи вызывают грусть, четвертые зовут к действию, движению. Человек, который не слышит от рождения, не может овладеть речью, мир для него лишен многообразия.

Раздел физики, занимающийся изучением звуковых явлений, называется акустикой.

О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно. Заметили, к примеру, что звук создают вибрирующие в воздухе тела. Еще древнегреческий ученый Аристотель, исходя из наблюдений, верно объяснил природу звука, полагая, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разрежение воздуха. Так, колеблющаяся струна то уплотняет, то разряжает воздух, благодаря упругости которого эти чередующиеся воздействия передаются в пространство от слоя к слою, вызывают упругие звуковые волны.

Проблемы акустики интересовали Леонардо да Винчи, Г.Галилея, И.Ньютона, Д.Бернулли, Г.Ома, П.Н.Лебедева и других крупнейших ученых. В этой области наук было сделано столько много, что к концу XIX века многие ученые считали дальнейшее развитие акустических исследований бесперспективными. Однако не прошло и нескольких десятилетий, как эта наука вновь заняла умы многих ученых. И сейчас в мире существуют множество направлений современной акустики.

(Общая (физическая) акустика — теория излучения и распространения звука в различных средах, теория дифракции, интерференции и рассеяния звуковых волн. Линейные и нелинейные процессы распространения звука.

Геометрическая акустика — раздел акустики, предметом изучения которого являются законы распространения звука. В основе лежит представление о том, что звуковые лучи — это линии, касательные к которым совпадают с направлением распространения энергии акустических колебаний.

Архитектурная акустика — законы распространения звука в закрытых (полуоткрытых, открытых) помещениях, методы управления структурой поля и т. д.

Строительная акустика — защита от шума зданий, промышленных предприятий (расчёт конструкций и сооружений, выбор материалов и т. д.).

Психоакустика — основные законы слухового восприятия, определения связи объективных и субъективных параметров звука, определения законов расшифровки «звукового образа».

Музыкальная акустика — проблемы создания, распространения и восприятия звуков, используемых в музыке.

Биоакустика — теория восприятия и излучения звука биологическими объектами, изучение слуховой системы различных видов животных и др.

Электроакустика — раздел прикладной акустики, занимающийся теорией, методами расчёта и созданием электроакустических преобразователей

Аэроакустика (авиационная акустика) — излучение и распространение шумов в авиационных конструкциях.

Гидроакустика — распространение, поглощение, затухание звука в воде, теория гидроакустических преобразователей, теория антенн и гидроакустических эхолокаторов, распознавание движущихся объектов и др.

Акустика транспорта — анализ шумов, разработка методов и средств звукопоглощения и звукоизоляции в различных видах транспорта (самолётах, поездах, автомобилях и др.)

Медицинская акустика — разработка медицинской аппаратуры, основанной на обработке и передаче звуковых сигналов (слуховые аппараты, диагностические приборы)

Ультразвуковая акустика — теория ультразвука, создание ультразвуковой аппаратуры, в том числе ультразвуковых преобразователей для промышленного применения в гидроакустике, измерительной технике и др.

Квантовая акустика (акустоэлектроника) — теория гиперзвука, создание фильтров на поверхностных акустических волнах

Акустика речи — теория и синтез речи, выделение речи на фоне шумов, автоматическое распознавание речи и т. д.

Цифровая акустика — связана с созданием микропроцессорной (аудиопроцессорной) и компьютерной техники)

Что такое звук? Как он возникает?

Вопрос: Что необходимо для того, чтобы тело стало источником звука?

Опыт с линейкой, струной. (необходимо, чтобы тело совершало колебания).

Какой вывод вы можете сделать?

Вывод: Колеблющееся тело создает звук.

Прибор, находящийся перед вами называется камертон. Он представляет собой изогнутый в виде двух ветвей металлический стержень с держателем посередине. При ударе резиновым молоточком по камертону мы слышим звук(440 Гц), но колебания ветвей мы не видим. Но их можно обнаружить, если к звучащему камертону поднести полоску бумаги или прикоснуться рукой (происходит вибрация).

Вопрос: Зачем устанавливают камертон на деревянном ящике, открытом на одной стороне? (ящик является усилителем колебаний или резонатором, поэтому звук усиливается) (слайд 5)

Звуковые волны - упругие волны, способные вызывать у человека слуховые ощущения (записать понятие в тетрадь). ( слайд 6 )

Какие бывают источники звука? (слайд 7).

Источники звука бывают естественные (голос, шелест листьев, шум прибоя) и искусственные (камертон, струна, сирена).

Физкультминутка: Закройте глаза, снимите напряжение; откройте глаза. Вытяните руки перед собой и начните колебательное движение рук. Прислушайтесь!

Проблемный вопрос: Колебания есть, а звука нет. Почему? (этот звук мы не слышим).

Вопрос: Всякое ли колеблющееся тело является источником звука?

Демонстрация: колебания маятника на нити и колебание рук человека.

Человеческое ухо способно воспринимать упругие волны с частотой от 16 Гц до 20000Гц. Колебания этих частот называются звуковыми. Поэтому колебания руками 16 и более раз в секунду никто не может сделать.

Итак, источник звука - это любое тело, совершающее колебания от 16 Гц до 20 к Гц. (слайд 10).

Перейдем к вопросу о распространении звука. (слайд 14).

Любой источник звука обязательно колеблется. Звук распространяется в пространстве только при наличии упругой среды, которая необходима для передачи колебаний от источника звука к приемнику, например к уху человека. В вакууме звуковые волны не распространяются (слайд 9). Колебания источника звука создают в окружающей среде звуковую волну, которая распространяется в пространстве от источника звука. При своих колебаниях тело попеременно то - сжимает слой воздуха, прилегающий к его поверхности, то, наоборот, создаёт разряжение в этом слое. Волна, достигая уха, воздействует на барабанную перепонку, заставляя ее колебаться с частотой источника звука.

С точки зрения физики, звук – это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле и т. п. Звуковые волны делятся на инфразвук, слышимый звук и ультразвук.

Если звук – это волна, то для определения скорости звука используются формулы: V=S/t

Рассмотрим таблицу 1. «Скорость звука в различных веществах» (слайд 15)

Работа с таблицей

При работе с таблицей скорости звука в различных средах, учащиеся отвечают на вопросы:

• В какой среде скорость звука больше, меньше?

• От чего это зависит?

• Как вы думаете, зависит ли скорость звука от температуры среды? Почему?

Ученик: Скорость звука в теплом воздухе несколько больше, чем в холодном. Скорость распространения в твердых телах больше, чем в воздухе. Звуковые волны в жидкостях всегда распространяются лучше, чем в газах. (слайд 16)

Из таблицы видно, что скорость звука в твердых телах больше, чем в жидкостях и газах, а скорость звука в жидкостях больше скорости звука в газах.

Учитель: Твердые тела хорошо проводят звуковые волны, на этом принципе основано обучение глухих людей игре на музыкальных инструментах и танцам. Вибрация пола, корпуса музыкального инструмента позволяет глухим людям распознавать музыкальные такты и даже ноты.

А сейчас предлагаю вам провести физминутку для улучшения слуха.

Проведение физкультминутки - для улучшения слуха

Вот несколько упражнений на развитие слуха, которые учитель может дать детям на физминутке:

1. Пригибаем верхнюю часть уха вниз. Разгибаем, пригибаем, словно бы раскатывая и скатывая ушко. Ушки должны стать теплыми.

2. Найдите ямочку возле козелка. Нажали на ямочки сразу обоих ушек — отпустили, нажали, отпустили.

3. Нажали пальчиками на мочки, помассировали, отпустили.

4. Массируем круговыми движениями все ухо, в одну сторо¬ну, в другую сторону. Массировать нужно одновременно оба уха.

5. Сделали веточку из безымянного и указательного пальцев, засунули туда свои ушки и — вверх-вниз, вверх-вниз — так, чтобы передняя и задняя стороны ваших ушек хорошенько массировались.

6. Начинаем дергать себя за ушки — сначала 20 раз вниз, а потом беремся за серединку и дергаем вверх тоже 20 раз.

7. Снова возьмитесь за мочку уха и хорошенько ее помасси¬руйте.

8. Потяните ушки в сторону — снова 20 раз.

9. Теперь выгибаем их вперед, а затем в обратную сторону (20 раз).

Рассмотрим таблицу2. (анализ частоты колебаний крыльев насекомых и птиц в полете ) (слайд 17)

Учитель: рассмотрим характеристики звуковых волн – это высота, тембр, громкость (слайд 11 – 14). Опыт с камертоном. Какой вывод мы сделаем?

Ученик: высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук. Колебаниям малых частот соответствуют низкие звуки. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Громкость звука зависит также от его длительности и от индивидуальных особенностей слушателя. Тембр – это особая окраска звука.

Учитель: Сейчас мы посмотрим, какими же свойствами обладают звуковые волны.

Демонстрация опыта:

Положив звенящий будильник в коробку, мы слышим звук. Стоит только поверх будильника положить кусок ваты, как звук становится неслышным.

Почему так происходит?

Учитель: Мягкие, пористые тела – плохие проводники звука. Звуковые волны в них затухают, поглощаются. Это свойство звуковых волн называется поглощение.

Какие вы можете предложить способы защиты своей квартиры от шума?

Учитель: Вторым свойством звуковой волны является отражение (слайд 15).

Никто его не видывал, а слышать - всякий слыхивал,

Без тела, а живёт оно, без языка – кричит.

Как называется стихотворение, кто автор? О каком явлении говорится в стихотворении? Некрасов. Кому на Руси жить хорошо. Эхо.

Представьте, что вы оказались в горах и на поле.

На какой местности горной или равнинной возникнет эхо?

Учитель: Что такое эхо?

Как возникает эхо?

Учитель: по рисунку на доске (слайд 15) и учебнику (стр. 132) объясните, как возникает эхо.

Почему мы не слышим эхо в нашем классе?

Учитель: Найдите ответ на поставленный вопрос самостоятельно в учебнике.

Работа с учебником: (страница 132)

Учитель: Какой ответ на поставленный вопрос вы нашли в учебнике?

А что препятствует образованию эхо в больших концертных залах?

Учитель:

Вспомним географию.

Чехия.

Скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехии, в определенном месте троекратно повторяют 7 слогов.

Англия.

В замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов.

Италия.

Тридцатикратное эхо дворца Симонетта в Милане.

Учитель: Где же эхо применяется на практике?

Итак, чтобы услышать звук, необходимы:

1.Источник звука

2.Упругая среда между ним и ухом

3.Диапозон частот колебаний звука между 16 Гц и 20000 Гц.

Вопрос: Как влияет шум на организм человека и методы борьбы с шумом?

Используя полученные знания ответим на вопросы:

Мини тест (слайд 19)

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

VI Подведение итогов урока. Рефлексия. (5 мин.)

Сегодня на уроке мы познакомились с физической природой звука. Ребята, как вы думаете, достигнута ли цель урока? В целом я довольна вашей работой. Хорошо проявили себя на уроке и получили оценки за работу И в заключении я хочу сказать, что физика-это наука о природе, о закономерностях наиболее общих форм движения материи.

Перейдем к рефлексии. У каждого на столе лежит карточка с таблицей, которую необходимо заполнить.

Фамилия, имя

Что узнал?

Что понравилось на уроке?

Что непонятно?

VII Домашнее задание