Презентация "Можно ли услышать свет?" Сафронов Михаил, МАОУ СОШ №19 г.о. Мытищи

• 1 слайд

  Можно ли услышать свет?
  Работу выполнил:
  Сафронов Михаил
  ученик 9 кл МАОУ СОШ № 19, г.о. Мытищи
  Руководитель:
  Зуйкова Ирина Владимировна
  учитель физики МАОУ СОШ № 19
  
  
  

• 2 слайд

  2
  

• 3 слайд

  3
  

• 4 слайд

  Можно ли услышать свет?
  Пульсар
  Крабовидная Туманность
  Чёрная дыра
  4
  

• 5 слайд

  Цель
  объяснить и исследовать явление получения отчетливого звука при фотоакустическом эффекте, который возникает в момент освещения лампой накаливания закопченной наполовину и плотно закрытой крышкой с отверстием стеклянной банки.
  5
  

• 6 слайд

  Задачи
  Теоретические:
  провести теоретическое исследование, изучив информацию об оптических и акустических явлениях – найти теоретическое объяснение явлению образования звука при освещении банки
  Практические:
  провести практическое исследование, представляющее из себя серии опытов, при которых происходит образование звука с изменением условий
  Информационно-технологические:
  изучить спектр звука с помощью компьютера. Для этого следует записать звук в специальной программе
  Аналитические:
  описать происходящие явления, установить их причины с точки зрения теории. Сделать выводы
  
  6
  

• 7 слайд

  Объект исследования: преобразование оптического излучения в акустическое
  
  Предмет исследования: банка покрытая сажей наполовину
  
  Гипотеза исследования: попадая на чёрную поверхность банки световая энергия преобразуется в тепловую. Абсолютно черная поверхность сажи – источник тепловой энергии, под действием которого нагревается воздух, находящийся в банке. В результате данного процесса воздух начинает «покидать» банку через отверстие в крышке с энергией, соответствующей звуковому диапазону, слышимому человеком
  Объект, предмет, гипотеза
  7
  

• 8 слайд

  Звук
  Свет
  8
  

• 9 слайд

  Отличия звуковых и световых волн
  Свету присущ корпускулярно-волновой дуализм
  Свет – это и электромагнитная волна, и поток частиц – фотонов
  
  9
  

• 10 слайд

  Фотофон Александра Белла
  Александр Белл:
  «Я слышал,
  как солнечный луч
  смеется, кашляет
  и поет»
  10
  

• 11 слайд

  Джон Тиндаль и Вильгельм Рентген 
  Эффект Тиндаля
  - свойства дисперсных систем
  Марк Леонидович Вейнгеров  
  11
  

• 12 слайд

  12
  

• 13 слайд

  Законы
  - закон Стефана-Больцмана
  где  = 5,67.10-8 Вт/(м2.К4) постоянная Больцмана
  - закон Вина
  - закон Планка
  - закон Джоуля - Ленца
  где b=2,9·10-3 м·К
  13
  

• 14 слайд

  Как мы услышали свет!
  14
  

• 15 слайд

  Энергия и длина световой волны
  - по закону Стефана-Больцмана энергия световой волны
  - по закону Вина длина световой волны
  
  Длина световой волны меньше чем расстояние между узлами в кристаллической решетке стекла, поэтому свет проходит в банку
  15
  

• 16 слайд

  Поглощение и излучение световых волн
  Воздух – частично поглощает энергию фотонов
  Атомы углерода (сажа) - на этой длине волны практически полностью поглощают фотоны
  Атомы углерода – увеличивают амплитуду колебаний и излучают фотоны меньшей энергии, но большей длины волны (инфракрасные лучи)
  Волны - не проходят обратно сквозь стекло и поэтому активно поглощаться молекулами воздуха, передавая им свой импульс и энергию.
  Воздух в банке разогреваеться, и выходит из отверстия крышки банки
  Из-за увеличения давления в ней, образуется слышимый звук.
  16
  

• 17 слайд

  Звуковая дорожка
  Период колебаний
  Т = 0,01с
  Частота колебаний
  17
  

• 18 слайд

  Тепловая мощность
  По закону Джоуля – Ленца, выделяемая в лампе тепловая мощность пропорциональна квадрату напряжения
  мощность пульсирует с частотой не 50, а 100 Гц
  периодические изменения давления воздуха внутри банки производят звук на частоте 100 Гц
  с этой же частотой пульсирует яркость света
  сажа поглощает этот свет и преобразует его энергию в тепло
  тепло периодически нагревает воздух - периодически повышая его давление
  18
  

• 19 слайд

  Громкость звука
  и мощность лампы
  19
  

• 20 слайд

  Громкость звука
  и расстояние до лампы
  20
  

• 21 слайд

  Spectrum.Lab - спектр звука
  спектр гудения
  мотора
  всплеск звуковых
  колебаний от
  источника света
  21
  

• 22 слайд

  Вывод
  1. Сажа – источник тепловой энергии в банке
  2. Воздух «покидает» банку через отверстие с энергией, соответствующей звуковому диапазону, слышимому человеком.
  3. Причина выхода воздуха – избыточное давление, вызванное увеличением скорости движения молекул воздуха в банке
  4. В данном эксперименте наблюдается процесс преобразования световой энергии в тепловую
  5. Частота звука зависит от частоты световых импульсов
  6. С увеличением мощности лампы, громкость звукового эффекта увеличится
  7. На громкость звука влияет расстояние до источника света.
  22
  

• 23 слайд

  Применение
  23