Сообщение на тему "Волшебный мир звуков"

Министерство образования и науки Республики Бурятия

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Закаменский агропромышленный техникум»

Сообщение

Тема: «Волшебный мир звука»

Выполнил: Ламажапов Б.В..

                                                                                    Проверил: Цыренов Э.Н.

г. Закаменск

2020г.

Волшебный мир звука

Введение.

Мир звуков так многообразен,
Богат, красив, разнообразен,
Но всех нас мучает вопрос

Откуда звуки возникают,
Что слух наш всюду услаждают?
Пора задуматься всерьез.

Актуальность: Ежедневно нас преследуют самые разнообразные звуки: голоса разговаривающих людей, скрежет автомобильных тормозов, всплески воды, гудение телевизора, рев реактивных самолетов и множество других звуков.  Некоторые из них могут вовсе нас не беспокоить, а некоторые наоборот.

Цель работы: изучить условия возникновения и распространения звука.

Для достижения поставленной цели, в настоящей работе решена следующая совокупность задач:

·              Определить условия возникновения звука;

·              Определить условия распространения звука;

·              Определить факторы, влияющие  на распространение звука.

·              Измерить уровень шума.

Объектом исследования является условия возникновения и распространения звука.

Предметом исследования является факторы, определяющие условия возникновения и распространения звука.

1.1. Источники звука.

Звук излучают колеблющиеся тела. Любое звучащее тело колеблется, но не любое колеблющее тело звучит. Звучат тела, частотный диапазон колебаний которых находится в пределах от 20 до 20000 Герц.

Звучащее тело в обычных условиях приводит в колебание близлежащие частицы воздуха. Те, в свою очередь, вовлекают в колебательное движение своих соседей и т.д. Так возникает и распространяется звуковая волна. Когда колебания доходят до нашего органа слуха, то они приводят в колебательное движение барабанную перепонку, и мы слышим звук.

На простых опытах можно убедиться, что колебания являются источником звука. На рис. 1 видно изображение звучащей струны, концы которой закреплены. Размытые очертания этой струны свидетельствуют о том, что струна колеблется. Если к звучащей струне приблизить конец бумажной полоски, то полоска будет подпрыгивать от толчков струны. Пока струна колеблется, мы слышим звук. Если  струну остановить, то и звук прекращается.

                                       Рис. 2.

Прибор, изображенный на рис. 2, называется камертоном. Он представляет собой изогнутый металлический стержень на ножке. Если по камертону ударить мягким молоточком, то камертон зазвучит. Поднесем к звучащему камертону легкий шарик, подвешенный на нитке. Шарик будет отскакивать от камертона, что говорит о колебаниях  его ветвей.

Различные опыты свидетельствуют о том, что любой источник звука обязательно колеблется (хотя чаще всего эти колебания незаметны для глаза). Например, звуки голосов людей и многих животных возникают в результате колебаний их голосовых связок, звучание духовых музыкальных инструментов, звук серены, свист ветра, раскаты грома обусловлены колебаниями масс воздуха.

Но далеко не всякое колеблющееся тело является источником звука. Например, не издаёт звука колеблющиеся грузик, подвешенный на нити или пружине.

1.2. Распространение звука.

Мы воспринимаем звуки, находясь на расстоянии от их источников. Обычно звук доходит до нас по воздуху. Сжатие и разрежение воздуха (вызванные колебаниями источника и распространяющиеся благодаря возникновению упругих сил) достигают нашего уха и приводят барабанную перепонку в колебательное движение. В результате у нас возникают определённые звуковые ощущения.

Таким образом, воздух служит передающей средой, т. е. веществом, в котором воздух распространяется от источника к приёмнику, в частности к нашему уху.

Если между источником и приёмником удалить упругую среду, то звук распространяться не будет.

Хорошо проводят звуки металлы. Жидкости тоже проводят звук. Рыбы, например, хорошо слышат шаги и голоса на берегу. Это известно опытным рыболовам. Мягкие и пористые тела – плохие проводники звука.

Будильник, стоящий на небольшой подушечке, поместим под колокол воздушного насоса (Рис.3.). Его "тиканье" станет тише, но все же будет вполне различимо. Откачав из-под колокола воздух, мы  перестанем слышать тиканье будильника. Следовательно, звук тикающих часов мы слышим потому, что в воздухе могут возникать звуковые волны.

Итак, звук распространяется в любой упругой среде – твердой, жидкой и газообразной, но не может распространяться в пространстве, где нет вещества.

                                                                   Рис. 3.

1.3. Характеристики звука.

Основными характеристиками звука являются громкость, высота и тембр звука, скорость распространения.[1]

Высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук.

Тембр звука – это такое качество, которое позволяет нам отличать звуки одних источников от звуков других.

Скорость звука зависит от температуры и от свойств среды, в которой распространяется звук. В таблице 1 приведены скорости звука в некоторых средах при температуре 20 ºС.

Таблица 1.

Среда	Скорость, м/с
Воздух	343
Вода	1483
Гранит	3850
Медь	4700
Дерево (ель)	5000
Стекло	5500

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Уровень громкости звука измеряется в белах (Б) или децибелах (дБ), составляющих десятую часть бела. В таблице 2 представлен уровень громкости для различных ситуаций.

Таблица 2.

Примерные условия	Уровень громкости, дБ
Порог слышимости	0
Разговор шепотом. Тиканье часов	20
Читальный зал библиотеки	30
Негромкая музыка	40
Громкий разговор	60
Шумная улица	80
Сирена, скорый поезд	110
Рок-концерт, раскаты грома	120
Реактивный двигатель, порог болевого ощущения	130

Шумом называется сочетание множества звуков, продолжительность и характеристики которых беспорядочно изменяются. Шум - это звуковые колебания, которые не несут полезной информации и причиняют окружающим значительные неудобства.

2.1. Модель колеблющегося тела.

Хорошей моделью колеблющегося тела может послужить обыкновенная линейка. Возьмем линейку и плотно прижмем ее к краю стола. При возбуждении колебаний свободного конца линейки можно услышать звук. (Рис.4) [2]

Звук издает и гитарная струна. Чем меньше длина колеблющейся части струны, тем звук будет выше. (Рис. 5)

   

Рис. 4                                                      Рис. 5

2.2. Звук не терпит пустоты.

Чтобы удостовериться в том, что звуковые волны существуют и распространяются в материальной среде, проделали следующий опыт.

Приборы и материалы: резиновый шарик, две металлические банки, пенопластовые шарики, молоточек, скотч.

Резиновый шарик натянули на открытое горлышко банки и закрепили его скотчем. На образовавшейся горизонтальной поверхности пленки поместили 20-30 пенопластовых шариков. Вторую банку расположили открытым горлышком в направлении на шарики и периодически постукивали молоточком по дну. Шарики начинали подпрыгивать. (Рис. 6)

Объяснение: В этом опыте колеблющееся дно банки выступает в качестве источника звуковых волн и одновременно рупора, задающего направление распространению звуковых волн. Звуковые волны представляют собой чередующиеся области сжатого и разреженного воздуха.

Рис. 6

Когда звуковые волны достигают упругой пленки, они заставляют ее вибрировать и шарики начинают подпрыгивать. Если бы описанный опыт проводился в безвоздушной среде, то звуковые волны просто не возникали бы.

2.3. Распространение звука в различных средах.

Чтобы выяснить, существует ли различие между распространением звука в воздухе и металле, проделали следующий опыт.

Приборы и материалы: Столовая металлическая ложка, крепкая нить, стол.

Привязали ложку посередине нити, а концы прижали к ушам. Наклонились, чтобы ложка могла спокойно раскачиваться, и ударили ею о край стола. Звук был громким и быстрым. Опыт повторили, удерживая концы нити в руках. Звук от удара был намного тише. (Рис. 7)

Рис. 7

Объяснение: Колебания ложки в первом случае передаются по натянутым нитям непосредственно к органу слуха. Во втором случае звуковая волна распространяется по воздуху и сильно при этом рассеивается.

2.4. Измерение громкости звука.

Человеку необходима страна под названием «Тишь».

Виталий Бианки

Шум – один из факторов, отрицательно влияющих на наше здоровье. При превышении нормы допустимого уровня шума, человек испытывает постоянный стресс, появляется утомляемость, бессонница, ухудшается слух. Снижается внимание и увеличивается количество ошибок при выполнении различных видов работ.

Примерный уровень громкости звука мы определяем на слух. Для точного же измерения громкости звука используются специальные приборы. Мы измерили громкость звука с помощью инновационного цифрового оборудования PROLOG – измерительного модуля «Звук». (Рис. 8)

Приборы и материалы:

·                   модуль отображения информации (графический);

·                   модуль питания;

·                   измерительный модуль «Звук»;

·                   USB кабель B/M-B/M 0.185М.

·                   USB кабель А/М-В/М, 1,5М.

Рис. 8. Измерительный модуль «Звук» системы экспериментов PROLOG.

После подключения модуля отображения информации, автоматически включается его дисплей. Нажав на кнопку «Запуск эксперимента»  прочитали шепотом в спокойном темпе, а затем громко, стихотворение:

Ехал грека через реку,

Видит грека: в речке – рак.

Сунул грека руку в реку,

Рак за руку греку цап.

На экране дисплея строится график (Приложение 1). По графику определили максимальное и минимальное значение громкости звука. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Шепот		Громкий разговор
Минимальное значение	Максимальное значение	Минимальное значение	Максимальное значение
25 дБ	35 дБ	40 дБ	64 дБ

С помощью измерительного модуля «Звук» системы экспериментов PROLOG мы измерили уровень шума на перемене в начальной школе и в старшей школе на третьем этаже (Приложение 2). По графикам определили максимальное и минимальное значение уровня шума. Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Начальная школа		Старшая школа
Минимальное значение	Максимальное значение	Минимальное значение	Максимальное значение
90 дБ	110 дБ	70 дБ	85 дБ

Выводы.

В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1.     Источником звуковых волн являются колеблющиеся тела.

2.     Звуковые волны существуют и распространяются в материальной среде.

3.     Скорость звука в твердом теле больше, чем в воздухе.

4.     Уровень шума на перемене в начальной школе больше, чем в старшей школе.

Заключение.

При выполнении данной работы была приоткрыта дверь в волшебный мир звука. Определены условия возникновения и распространения звука и факторы, влияющие на распространение звука (среда, громкость звука, скорость звука).

     НЕ ШУМИТЕ!
А разве мы шумели?
Ну, Андрюша стучал еле-еле
Молотком по железной трубе,
Я тихонько играл на губе,
Восемь пятых размер соблюдая,
Таня хлопала дверью сарая,
Саша камнем водил по стеклу,
Толя бил по кастрюле в углу.
Кирпичом! Но негромко и редко.
«Не шумите!» — сказала соседка,
А никто и не думал шуметь .....

                 Ал. Кушнер.

Приложения.

Приложение 1.

 

                                                                       Шепотом

                                                                         Громкий разговор

Приложение 2.

 

                                                                       Начальная школа

                                                                         Старшая школа

Список используемой литературы:

1.Т.Э.Тютюнникова «Бим,бам,бом» выпуск 1 (СП 2003г)                                                                                                                                                                         2. И. С. Штепина «Особенности развития познавательной активности дошкольников» [Текст] / И. С. Штепина // Актуальные задачи педагогики: материалы междунар. науч. конф. (г. Чита, декабрь 2011 г.).  — Чита: Издательство Молодой ученый, 2011. — С. 89-91.

      3.А.Усачев «Если бросить камень вверх» (М.2008г)

      4.М.П.Малыгина «Сказки-шумелки» (сайт http://www.m-w-m.)

      5.Гогоберидзе А.Г. Теория и методика музыкального воспитания детей     возраста (М.2005г)

       6. Журнал «Музыкальный руководитель» №6 2008г.