"Звуковые волны"

Класс 9 Дата ___________

Тема: «Звуковые волны»

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

Задачи урока:

Образовательные:

- систематизация и углубление знаний учащихся о механических волнах;

-формирование знаний о физических (амплитуда, период, частота) и физиологических (высота, громкость, тембр) характеристиках звука

-формирование умения применять теоретические знания на практике.

Воспитательные:

-формирование познавательного интереса на основе развития интеллектуальных и творческих способностей учащихся;

- актуализация знаний учащихся по изученной теме;

- организация работы учащихся от поставленной учебной задачи до конечного результата;

- обобщение и систематизация материала по теме;

- воспитание бережного отношения к здоровью.

Развивающие задачи:

- формирование умения обобщать, сравнивать, анализировать и самостоятельно делать выводы;

- развитие умения работать с текстом учебника, информацион- ными таблицами;

- создание условий для расширения кругозора учащихся.

- развитие творческого мышления на основе формирования умений устанавливать факты, различать причины и следствия,

-использовать физические модели, выдвигать гипотезы, отыскивать и формулировать доказательства выдвинутых гипотез.

Предполагаемые результаты: 

Личностные:

- создание ситуаций, способствующих размышлению, формированию своего суждения и ценностного осознания того или иного явления жизни;

- создание ситуаций, вызывающих стремление к осуществлению действий, получению положительного результата;

- формирование познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей. Мотивация образовательной деятельности на основе личностно-ориентированного подхода.

Предметные: 

- формирование физических знаний и приемов умственной деятельности путем интеграции с другими науками.

-знание особенностей (скорость в различных средах, субъективные характеристики )звуковых волн;

- свойства звуковых волн (отражении е и поглощение);

- формирование умений объяснять увиденное вокруг себя с помощью законов физики.

Метапредметные: 

- адекватное использование речевых средств в беседе и аргументации своей позиции;

-участие в коллективном обсуждении проблемы; владение монологической и диалогической формами речи; обсуждение разных точек зрения для выработки обшей позиции в решении поставленных задач;

- формирование умений видеть вокруг себя ситуации, связанные с изучаемым материалом;

- использование изучаемого материала для объяснения вопросов, связанных с историей, биологией, литературой...

- формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию, выделять основное содержание прочитанного текста, находить в нём ответы на поставленные вопросы.

Тип урока: урок изучения нового материала. 

Ход урока

1) Организационный момент. Вступительное слово учителя. Этап мотивации учащихся. Мы с вами вспомним , что представляют собой механические волны и выясним, а какими бывают еще механические волны.(фронтальный опрос).

3) Изучение нового материала.

План изучения нового материала:

1.      Возникновение звуковых волн. Механизм распространения звука.

2.      Скорость звуковых волн в газах, жидкостях и твердых телах.

3.      Характеристики звуковых волн. Громкость. Высота тона. Тембр.

4.      Свойства поглощения и отражения (эхо) звуковой волны.

На доске написано

“ Ревет ли зверь в лесу глухом, 
Трубит ли рог, гремит ли гром, 
Поет ли дева за холмом – ...”
(А. С. Пушкин).

– Как вы думаете, о чем идет речь? Правильно, о звуке. Следовательно, чтобы лучше и больше узнать о какой – либо величине, явлении, надо познакомиться с их характеристиками.

Человек живет в мире звуков. Звук это то, что слышит ухо.            

 Вопрос: Зачем  нужен звук? 

 Мир, окружающий нас, можно назвать миром звуков. Мы слышим голоса людей, пение птиц, звуки музыкальных инструментов, гром во время грозы, шелест листьев, тиканье часов. 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; опытный шофер по звуку работающего двигателя может определить неисправности; прослушивая с помощью специальных устройств (фонендоскопа) звуки в организме, можно получить важные сведения о работе сердца и других органов. Большое значение имеет звук также в искусстве, музыке.

На изучение звука в основной школе отводится очень мало времени, чтобы рассмотреть все многообразие звуковых явлений. Поэтому выделим основные вопросы, знание которых обязательно для каждого человека  О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно.. Сегодня на уроке мы попытаемся «услышать» звук, понять его природу: как звуки рождаются, как передаются и умирают. Итак, тема нашего урока «Звуковые волны» .

 Как возникает звук?

Опыт с камертоном.

Учитель: Среди источников звука есть как естественные источники (голосовые связки, музыкальные инструменты), так и искусственные . Примером искусственных источников звука является камертон (учитель демонстрирует работу камертона). Он был изобретен в начале 18 века для настройки музыкальных инструментов. Стандартный камертон выдает волны с частотой 440 Гц . (слайд 2)

 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. Еще древнегреческий ученый Аристотель, исходя из наблюдений,  объяснил природу звука. Сжатие и разрежение воздуха приводит к возникновению волны. (слайд 3)

Роберт Бойль в 1660 году доказал, что звук в вакууме невозможен. Если звучащее тело, например электрический звонок, поставить под колокол воздушного насоса, то по мере откачивания из под него воздуха - звук будет делаться слабее, и наконец, когда под колоколом весь воздух кончится, то звук прекратится.

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. 

Сообщение учащегося о способностях уха человека воспринимать звуки (из биологии).

Строение уха (сообщение учащегося) (слайд 4)

Ухо состоит из 3 частей. Наружное ухо (ушная раковина – резонатор), оканчивающееся барабанной перепонкой; мышца, натягивающая барабанную перепонку, не имеет кровеносных сосудов (если бы в ней циркулировала кровь, то мы слышали бы, как она протекает по сосудам).

Среднее ухо, которое с помощью 3-х косточек: молоточка, наковальни и стремечка, передает колебания барабанной перепонки внутреннему уху.

Внутреннее ухо или лабиринт состоит из полукружных каналов и улитки. Улитка является звуковоспринимающим аппаратом. Внутреннее ухо заполнено лимфой, приводимой в движение ударами стремечка по перепонке, затягивающей овальное окошечко в костяной коробочке лабиринта. На перегородке, делящей улитку на две части, по всей ее  длине расположены поперечными рядами тончайшие нервные волокна постепенно возрастающей длины. Эти волокна превращают звуковую энергию в электрические сигналы, которые поступают в мозг и воспринимаются нами в виде звука.

Изучению звука посвящена специальная область физики – акустика. (слайд 5)

Звук это волна или частица?

Учитель: С точки зрения физики, звук – это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле и т. п.

Тот, кто нырял в реку или море, знает, что под водой хорошо слышны звуки гребных винтов теплоходов, удары камней и др. Звук движущегося поезда хорошо слышен, если приложить ухо к рельсу. По земле хорошо передаётся звук от удара копыт бегущей лошади.
Перед Куликовской битвой князь Дмитрий Донской выехал на разведку и, приложив ухо к земле, услышал конский топот: приближалась вражеская конница. В этом случае звуковые волны распространялись по земле. 
Звуковые  волны делятся на инфразвук, слышимый звук и ультразвук (слайд 8).

 Какую волну продольную или поперечную представляет собой звуковая волна? Звук может распространяться в виде продольных и поперечных волн. В газообразной и жидкой среде возникают только продольные волны. В твёрдых телах помимо продольных возникают также и поперечные волны.

Учитель:  Значит для определения скорости звука, можно использовать формулы, связанные с длиной волны и частотой.

Напишите эти формулы (ученик пишет формулы на доске).

Учитель: 
Из истории открытия скорости звука. Скорость звука в воздухе впервые была определена в 1708 году английским ученым Уильямом Деремом. В двух пунктах, расстояние между которыми было известно, стреляли из пушек. В обоих пунктах измеряли промежутки времени между появлением огня при выстреле и моментом, когда слышался звук выстрела. Скорость звука в воздухе 340 м/с. (слайды 6 и 7)

Проблемный вопрос: зависит ли скорость звука от того, в какой среде он распространяется?

Учитель: Давайте проверим правильность вашего предположения с помощью таблицы, представленной в учебнике (стр. 130).

Работа с таблицей в учебнике.

      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?  

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. Давайте сделаем вывод по таблице. Как и от чего зависит скорость звука?

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. (слайды 8,9 и 10)

Проведение физкультминутки  -  для улучшения слуха 

Работа над улучшением зрения положительно сказывается и на слухе. И, в свою очередь, работа над улучшением слуха оказывает плодотворное воздействие на органы зрения. Вот одно из упражнений для развития слуха:

1. Нажали пальчиками на мочки, помассировали, отпустили.

Учитель: рассмотрим характеристики звуковых волн – это высота, тембр, громкость  Опыт с камертоном и бусинкой.. 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.

К характеристикам звука относятся его громкость и высота тона Громкость звука измеряется в децибелах. Необходимо обратить внимание на проблему возникновения шума в цивилизованном промышленном и технически оснащенном мире и методы борьбы с ним. (шумопоглощающие пленки, глушители, специальные покрытия) .

Чтобы вызывать звуковое ощущение, волна должна превышать порог слышимости(минимальная интенсивность звуковой волны).

Для разных людей порог слышимости неодинаков, с возрастом он изменяется. При очень большой интенсивности волны, она перестает восприниматься ухом как звук и вызывает ощущение давящей боли (контузия, разрыв барабанной перепонки). Эта максимальная интенсивность называется порогом болевого ощущения. Интенсивность звука чаще всего оценивается по громкости, которая измеряется в белах (Б), а точнее децибелах. Весь диапазон воспринимаемых ухом звуковых волн соответствует громкости от 0 до 130 дБ.

По табличным данным громкость звука плеера 114 дБ. Сравнивая громкость плеера с другими техническими устройствами, например с громкостью звука телевизора, поезда метро, мотоцикла, реактивного самолета, оказалось больше. Да я согласна с выводами скандинавских ученых. Так как в настоящее время каждый пятый подросток пользуется многими техническими устройствами (плеер, телевизор, компьютер), а так же походы на дискотеки, где бывает очень шумно. Из-за чего у многих нарушатся психика, сон, что и приводит к постепенному ослаблению слуха, а затем глухоте. Хотя на самом деле ни каждый, догадывается, что все эти факторы отрицательно влияют на здоровье. (слайды 11,12,13 и 14); 15 ,16 и 17)

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

 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 .

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?  Это Николай Алексеевич Некрасов. «Кому на Руси жить хорошо». Эхо. (слайды 18,19)

Представьте, что вы оказались в горах или на поле. 

 На какой местности горной или равнинной возникнет эхо?

Учитель:    Что такое  эхо? Как возникает эхо?

 Почему мы не слышим эхо в нашем классе?

Задача (слайд 20 ).

Наблюдатель находится на расстоянии 85 м от отвесной скалы. Через какое время он услышит эхо от произнесенного восклицания? Скорость звука в воздухе вы найдете в учебнике. Работа с учебником: (страница 132)

Полезно или вредно эхо для театрального, концертного или лекционного залов? Почему мы не слышим эхо в обычной жилой комнате?

 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?

Практическое изготовление рупора. По желанию

На свойстве звука отражаться от поверхностей основано действие рупора. Он применяется на митингах, соревнованиях, для усиления мощности звука и распространения на большие расстояния.

При использовании рупора звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, вследствие чего увеличивается мощность и передача на большие расстояния.

4) первичная проверка понимания. 

Качественные вопросы:

1.Кто чаще взмахивает крылышками при полете комар или шмель? (комар, т.к. частота взмаха крыльев больше, чем у шмеля, поэтому высота звука выше).

2.Могут ли космонавты космических кораблей поддерживать связь между кораблями с помощью звуковых сигналов? (нет, т.к. в вакууме звук не распространяется).

3.Может ли лётчик слышать звук двигателей своего самолёта?

4. Почему эхо не возникает в маленькой, заполненной мебелью  комнате,    но  возникает  в большом полупустом зале? 

  5) обобщение и систематизация знаний.

Какие же условия необходимы для возникновения звуковой волны? 

Для возникновения звуковой волны необходимы:

- источник волны (источником звука может быть:

- колеблющиеся тела (примеры),
- тела, движущиеся в газах и жидкостях с большой скоростью (свистят в полете пуля и стрела, завывает ветер…) (возвращение на слайд 9 кнопкой назад)Здесь пример о поющих песках, айсбергах; о беседке в Пятигорске, которая называется Эолова арфа.
- упругая среда.

С целью обобщения пройденного материала учащими делаются выводы:

Звуковые волны являются механическими продольными и поперечными волнами.

Скорость звука в этих средах различна. 

Зависит от свойств среды, в которой он распространяется и от температуры.

Звуковая волна может поглощаться.

Отражение звука – эхо.

(слайд 21)

Учитель: Ребята, каждый из нас летом наблюдал грозу. 

Из простейших наблюдений во время грозы скажите, одновременно ли мы вместе с молнией слышим гром?

Учитель:  Правильно, вначале мы видим молнию, а спустя некоторое время слышим гром, хотя колебания воздуха, или звук, возникают одновременно со вспышкой молнии.

Скорость света велика 300 000 км/с, поэтому молнию мы видим в момент ее возникновения. А вот звуку грома, образовавшегося одновременно с молнией, требуется время, чтобы пройти расстояние от места возникновения до наблюдателя.

Задача: Удар грома был услышан через 10 секунд после того, как сверкнула молния. На каком расстоянии от наблюдателя произошел грозовой разряд?

6) самопроверка: контрольный тест с самооценкой

Контрольные задания

1. Какое выражение всегда верно:

А) всякое звучащее тело колеблется

Б) всякое колеблющееся тело звучит

2.Как изменится громкость звука, если уменьшить амплитуду колебаний его источника?

А) уменьшится

Б) увеличится

В) не изменится

3. От чего зависит высота звука?

А) амплитуды колебаний

Б) частоты колебаний

В) скорости звука

4. С помощью каких единиц мы судим о величине громкости звука

А) децибел

Б) сон

В) герц

5. В русской народной сказке “Баба-Яга” есть такой эпизод: “....Покричала баба-яга, пошумела, потом села в ступу и помчалась в погоню. Пестом погоняет, помелом след заметает... А девочка бежала-бежала, остановилась, прислушалась – тишина. Приложила ухо к земле и слышит: земля гудит - баба-яга гонится, и уж совсем близко...”. Какой физический факт доказывает сказка?

6. 20 июля 1969 года американский аппарат “Аполлон-11” совершил полет на Луну, на поверхность которой высадились Нил Армстронг и Базз Олдрин. В память об этом событии они установили американский флаг. Слышали ли они звуки ударов при вбивании древка флага в лунный грунт?

7. Если ударить по одному концу длинной металлической (водопроводной) трубы молотком, то стоящий на другом конце услышит двойной удар. Почему?

Ответы: 1. А

2.А

3. Б

4. А

5. Звук в твердых телах распространяется с большей скоростью, чем в газах.

6. Нет, т.к. звук в вакууме не возникает

7. Первый звук – это звуковая волна, распространившаяся по металлической трубе, а вторая – по воздуху. Скорость звука в твердых телах больше, чем в газах.

(слайд 22)

– Закончить сегодняшний урок мне хотелось бы замечательными строками

Как хорошо, что мне дано судьбою
Услышать голос мамы, шум прибоя,
И трели соловьиной перелив,
И музыки чарующей мотив.
И можно мне на миг остановиться
И тишиной природы насладиться.
Но в этой тишине услышу я:
Шуршание листвы, простой напев дождя.
Пусть эхо многократно повторит,
Что каждый здесь судьбу благословит!

7) Домашнее задание. (слайд 23)

Запись на доске (слайд 23) и в дневниках.

§ 34-39 вопросы после параграфа 

Выбрать 1 задание:

-подготовить презентацию « Звук и здоровье человека»

- подготовить выступления на темы “Применение ультразвука в медицине и промышленности”, “Применение инфразвука в рыболовстве”.

Домашнее экспериментальное задание «Поющие бокалы». Выяснить зависимость частоты звука от длины звучащего предмета(от высоты бокала).

8) Подведение итогов, рефлексия, оценка работ учащихся.

Учитель подводит итог урока, оценивая работу учеников в течение всего урока.

Рефлексия:

Укажите в карточке настроение , которое соответствует вашему настроению на уроке (поставьте галочку или плюс).

Мне очень понравилось!

Мне было интересно

Я ничего нового не узнал

Все было непонятно

Мне было скучно

Учитель благодарит учащихся за работу на уроке и прощается с ними.