Волшебство звука. Звуковые волны

 Эпиграф к уроку: В природе нет ничего случайного, а если нам что-то кажется случайным, то это лишь результат нашего неполного знания.

А.Эйнштейн

 Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Содержание учебного материала: На предыдущих уроках учащиеся узнали характеристики и условия возникновения колебательных и волновых процессов, свойства продольных и поперечных волн. Текущий урок должен показать результативность этих знаний и способность учащихся  к восприятию темы «Звуковые волны», как части темы «Гармонические колебания»

Цель урока: узнать и понять, что такое звук, какие условия  необходимы для создания звука; научиться приводить примеры источников и приемников звука, объяснять явления, связанные с восприятием звука.

Задачи урока:

1) образовательные:

- сформировать понятия: звуковая волна, источник и приемник звука;
- обеспечить усвоение условий, необходимых для возникновения звуковой волны, определения направления распространения звука, механизма восприятия звука человеком;
2) воспитательные:

- повысить интерес обучающихся к физике, как к одному из предметов естественнонаучного цикла;

- содействовать в ходе урока формированию мировоззренческих понятий: причинно-следственных связей, познаваемости природы;
- способствовать эстетическому воспитанию учащихся;
- воспитывать интерес к предмету через практическую значимость изучаемого материала;
- обеспечивать благоприятную психологическую обстановку на уроке, мотивацию учащихся к учебной деятельности (через посильность заданий и ситуации успеха);

3) развивающие:

- продолжить развитие речи, мышления, внимания;
- формирование навыков учебной работы;

- формирование коммуникативных навыков, умения работать в группах, умения оценивать свою деятельность и деятельность товарища;
- обеспечение межпредметных связей между физикой и биологией, физикой и информатикой.

Методы: демонстрация, словесные, наглядные, проблемно-поисковые, наблюдение, самостоятельная работа, работа с учебником.

Технология: ИКТ при изучении нового материала и закреплении полученных знаний.

Оборудование: компьютер, видеопроектор, приборы для демонстрации физических  явлений по теме «Звук», карточки самооценивания, диски с набором видеоматериала (индивидуальное домашнее задание).

Ход урока:

Организационный момент Вступление учителя. Актуализация. 

Я говорю, а вы слышите – звук, где-то идет гроза, вы понимаете это, так как слышите – звук, вы включаете музыку и слышите – звук, ребёнок прижимается к маме и слышит – звук ее сердца.

В теме «Колебания и волны» можно выделить особый раздел, посвященный звукам. И это не случайно. Звуки занимают в жизни человека важную роль.  Мы умеем слышать звуки, причём гораздо раньше, чем видим или осязаем. 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 это – 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.

Я представлю план,  по которому мы будем работать сегодня на уроке.

План

1)Акустика;

2) Звук;

3) Источники звука;

4) Восприятие звука человеком и животными;

5) Приемники звука;

6) Визуализация звуковой волны.

Давайте по плану нашего урока попробуем сформулировать цели нашего сегодняшнего урока.

Актуализация опорных знаний  в виде фронтального опроса, чтобы подготовить весь класс к активной работе.

- Дать определение механическим колебаниям.

- Что представляет собой волна?

- Что является источником волн?

- Какие виды волн вам известны?

- Какие волны называют продольными?

- Какие волны называют поперечными?

 - Как вы понимаете слово «звук»? Когда мы употребляем это слово в повседневной жизни? Что представляет собой звук?

Изучение нового материала

Что же такое звук? Как он возникает? Чем один звук отличается от другого? Сегодня на уроке мы с вами попробуем ответить на эти и многие другие вопросы, связанные со звуковыми явлениями.

1.           Акустика.

Раздел физики, изучающий звуковые явления называется акустикой.

Акустика – это раздел физики, занимающийся изучением звука, его свойств и звуковых явлений.

Основным объектом изучения акустики является звук.

2. Звук …  Так что же это такое с научной точки зрения?

Общим для всех звуков является то, что порождающие их тела колеблются. Колеблющиеся тела, издающие звуки, называются источниками звука.

 3. Источниками звука могут быть:

 - колеблющиеся тела (голосовые связки, струна, звуковые колонки),
- тела, движущиеся в газах и жидкостях с большой скоростью (свистит в полете пуля и стрела, завывает ветер…)

Колебания источников звука можно легко увидеть. Давайте убедимся в этом (опыт с линейкой, голосовыми связками).  Давайте посмотрим на прибор, наглядно показывающий звуковые колебания – камертон. Опыт с камертоном.  Рассказ о камертоне.  Колебания камертона можно записать. Как? Давайте посмотрим на эксперимент в учебнике на странице 121 рис.73. Уч-ся читает эксперимент.  Не все колеблющиеся тела издают звуки!  Звуковые волны могут распространяться во всех средах: твердых, жидких, газообразных. Мы слышим с вами находясь в воздухе, если нырнуть в воду то звуки тоже будут слышны. Убедиться в распространение звуковых волн в твердых средах можно на опыте, постучать по столу приложив ухо. Только распространение волн идет с различной скоростью, но об этом вы узнаете на следующих уроках.

 Итак: Как вы думаете, к какому виду волн можно отнести звуковые? Давайте посмотрим на слайд.  (Отвечают дети.)

Звуковые волны – продольные, т.к. распространяются во всех средах.  Звуковые волны,  создают попеременно  разрежение и сгущение, таким образом, передавая возмущение и распространяясь. При распространении звуковой волны, как и любой механической волны, происходит перенос энергии, но не вещества.

Характеристики звука. Сегодня мы познакомимся с характеристикой звука.

частота (Видео с частотой)

4.  Восприятие звука человеком и животными.

5.  Естественным приемником звуковых волн является ухо.

Мы с вами, не замечая этого, каждый день пользуемся волшебным прибором – ухом. Волшебство уха состоит в том, что оно может превращать механические звуковые колебания в электрические сигналы, воспринимаемые нашим мозгом. Давайте разберемся,  как это происходит.

Строение уха (видео уха)

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.  Ухо является исключительно чувствительным органом. Ухо воспринимает звуковую волну, благодаря давлению, которое оказывает волна на барабанную перепонку.

Человек способен воспринимать звук при давлении звуковой волны, равном 10^-6 Па. Т.е. необходимым условием восприятия звука является изменение давления среды.

Разминка:  Люди слышат и воспринимают звуки по-разному.  Все зависит от физиологических особенностей человека. Чаще всего различия сказываются на гармоничном сочетании различных звуков, называемых музыкой. Музыку, как и все звуки, мы можем воспринимать по-разному. Сейчас мы с вами проведем эксперимент, это доказывающий. Давайте встанем и под музыку покажем с помощью тела свое восприятие звука. (Предлагается учащимся показывать звуковую волну с помощью рук, т.е. движение волны влево, вправо. Например девочки высокие частоты , затем вступают мальчики с более низкими)

Искусственные приемники звука

Искусственным приемником звука является – микрофон.  С помощью программы для записи звука давайте запишем свой голос и посмотрим на изменение различных характеристик звука от  изменения характера нашей речи.

Визуализация звуковой волны.

Если мы чего-то  не видим, это не значит, что этого нет. Мы уже с помощью программы Audasity убедились, что звуковую волну можно увидеть. Давайте посмотрим с вами на более яркие примеры визуализации волны.

(Видео с динамиком, с визуальными волнами)

Закрепление. А сейчас просмотрите свой конспект. Выясните, на все ли поставленные в начале урока вопросы получены ответы.

Ответьте на вопросы теста.  Анализ. Итоги урока.

 Сегодня мы с вами познакомились с …. Узнали…. Был интересен момент урока…..

Оценки за урок!!!!!

Домашнее задание: параграф 34.  Творческое индивидуальное задание. Диски с видеозаписью звуковых явлений. Дома вам нужно будет написать небольшое эссе по объяснению увиденного явления с физической точки зрения. Пользоваться можно учебником, дополнительной литературой, конспектом к уроку. Видео вы выбираете сами из нескольких предложенных. (Каждому учащемуся раздается диск с  видеозаписями из папки видео)

Спасибо за внимание, мне очень понравилось работать с вами, ребята. До свидания!