Доклад: Урок-конференция по теме "Колебания и волны. Звук". Колебания волны звук и здоровье человека реферат

Доклад - Урок-конференция по теме Колебания и волны. Звук

Статья отнесена к разделу: Преподавание физики

Место урока в курсе физики 9 класса: итоговое занятие по теме.

Тип урока: повторение.

Вид урока: урок-конференция.

Цели урока:

Развивающая: уметь осмысленно воспроизводить подобранный материал.

Образовательная: уметь изложить материал за заданное время.

Воспитательная: уметь слушать и слышать.

Задачи урока:

1. научить учащихся самостоятельно работать с дополнительной литературой по заданной теме.

2. развивать интерес к физике.

3. систематизировать знания по данной теме.

План проведения урока-конференции.

1. Фронтальный опрос учащихся по основным понятиям темы.

2. Вступительное слово учителя.

3. Доклады учащихся.

1) Маятник на службе у человека.

2) Часы.

3) Проводники звука.

4) Шум и борьба с ним.

5) Как слышит ухо.

6) Неслышимые звуки.

7) Ультразвук - помощник человека.

8) Резонанс в технике.

9) Сейсмические станции.

10) Эхо.

.4. Подведение итогов урока.

^ ХОД УРОКА

Опрос учащихся.

- какое движение называют колебательным?

- основные характеристики колебаний.

- амплитуда.

- период.

- частота.

- фаза.

- что такое волна?

- какие бывают волны?

- определение продольной волны.

- определение поперечной волны.

- длина волны.

- скорость распространения волны.

- период волны.

- какие волны называют звуковыми?

- от чего зависит громкость звука?

- от чего зависит высота звука?

- что такое эхо?

- как зависит скорость распространения звука от среды?

2. Вступительное слово учителя

Ребята, вы хорошо подготовились к уроку. А теперь познакомимся с планом нашей конференции. Я раскрываю доску. План урока на доске. Указаны темы и фамилии докладчиков.

Мы живем в мире колебаний. Маятник стенных часов, фундамент быстроходной турбины, кузов железнодорожного вагона, струна гитары и т.д.

По современным воззрениям, все звуковые, тепловые, световые, электрические и магнитные явления, т.е. важнейшие физические процессы окружающего нас мира, сводятся к различным формам колебания материи.

Речь, средство общения людей, музыка, способная вызвать у людей сложные эмоции, - физически определяются так же, как и другие звуковые явления, колебаниями струн, воздуха, пластин и других упругих тел.

Колебания играют важную роль в таких ведущих областях техники, как электричество и радио. Выработка, передача и потребление электрической энергии, телефония, радиовещание, телевидение, радиолокация – все эти важные отрасли основаны на использовании электрических и электромагнитных колебаний.

С колебаниями мы встречаемся и в живом организме. Биение сердца, сокращение желудка, деятельность кишечника имеют колебательный характер.

Строители и механики имеют дело с колебаниями сооружений и машин. Кораблестроители – с качкой и вибрацией корабля и т. д.

Трудно назвать такую отрасль, где колебания не играли бы существенной роли.

Давайте послушаем, как с помощью маятника люди узнали многие свойства Земли.

Докладчик № 1_ _ _ _ (приложение 1)

Учитель. Можно ли назвать какое–нибудь устройство, распространенное, как часы?

Докладчик № 2_ _ _ _ (приложение 2)

Учитель. Мы живем в мире звуков. Давайте послушаем о том, какие вещества проводят звуки хорошо, а какие плохо.

Докладчик № 3_ _ _ _(приложение 3)

Учитель. Теперь мы знаем об этом и послушаем, как бороться с шумом.

Докладчик № 4_ _ _ _(приложение 4)

Учитель. Мы охотно слушаем музыку, пение птиц. Как же слышит наше ухо?

Докладчик № 5_ _ _ _(приложение 5)

Учитель. Наше ухо воспринимает колебания от 16 Гц до 20 000 Гц. Колебания, лежащие за этими границами, нам не слышны, но их природа тождественна звукам, поэтому мы их тоже называем звуками.

Докладчик № 6_ _ _ _(приложение 6)

Учитель. А теперь послушаем о том, как в нашей жизни нам помогают ультразвуки.

Докладчик № 7_ _ _ _(приложение 7)

Учитель. Резонанс. Это хорошо или плохо? А в технике?

Докладчик № 8_ _ _ _(приложение 8)

Учитель. Резонанс может играть полезную роль, а может вредную. Послушаем о вреде резонанса.

Докладчик № 9_ _ _ _(приложение 9)

Учитель. Цунами, землетрясения. Как их предсказать?

Докладчик № 10_ _ _ _(приложение 10)

Учитель. Название “эхо” связано с именем горной нимфы Эхо, которая, согласно древнегреческой мифологии, была безответно влюблена в Нарцисса. От тоски по возлюбленному Эхо высохла и окаменела. От нее остался только голос, способный повторять окончания произнесенных в ее присутствии слов.

Подведение итогов.

Ребята, я надеюсь, что вы сегодня не только повторили изученный материал, но и узнали много нового. Дальше выставляю оценки за выступления.

 Приложение № 1.

Маятник на службе у человека.

Самый простой маятник - это тяжелый шарик на тонкой нити. нам Именно он удобен для опытов. Период колебаний маятника зависит от его длины, но не зависит от массы шарика.

Поднявшись на высокую гору с секундным маятником, мы могли бы заметить, что он замедлил свои колебания. Что же замедлило колебания маятника? Ослабление силы тяжести на горе по сравнению с равниной.

Как известно, сила тяжести изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли. На горе маятник находится дальше от него, чем на равнине. Сила тяжести уменьшилась, а поэтому замедлились колебания маятника.

Переезжая с маятниковыми часами, ученые давно заметили, что при переезде с севера на юг часы начинают отставать. Это продолжается до самого экватора. Т.к. длина его не меняется, то делаем вывод, что чем ближе к экватору, тем меньше весит груз.

В чем же причина этого явления?

Ученые давно разгадали эту загадку. На земле возникает центробежная сила вследствие вращения Земли, а так же в сжатии земного шара.

Маятник позволил узнать, какая Земля внутри, что долго не удавалось ученым. Об этом можно узнать, наблюдая при землетрясениях колебания земной коры, прошедшие через глубины Земли.

Морские приливы и отливы известны с давних пор. Это поднятая вода прямо под Луной. Наблюдения над горизонтальным маятником, проведенные русским астрономом А. Я. Орловым, открыли замечательное явление. В твердой земной коре под влиянием притяжения Луны поднимается, как и в океане, бугор прилива. Он не высок, 20-30 см, и без опоздания следует за Луной. По высоте твердого прилива можно рассчитать твердость Земли.

Притяжение тяжелых масс увеличивает силу тяжести. Поэтому маятник, находящийся на земной поверхности над скоплением тяжелых руд, колеблется быстрее, чем в других местах. Открыв этим способом скопление руд, выбирают место для заложения разведочной скважины.

В 1861 году известный французский ученый Фуко построил маятник, при помощи которого можно убедится в том, что Земля вращается.

Приложение № 2

Часы.

Современные часы бывают разнообразной формы и могут иметь различное строение. Все происходит во времени и время нужно точно определять и измерять.

Всегда ли люди имели точные способы измерения времени?

Уже в старинные времена человек начинает измерять время. Периодические восход и закат Солнца становятся главным фактором для измерения времени. Часы дня измеряют по высоте Солнца над горизонтом; так возникли солнечные часы.

Затем изобрели водяные часы - клепсидр .Время действия клепсидра можно было рассчитать на сутки, часы и минуты, в зависимости от вместимости сосуда и диаметра отверстия через который вытекала вода. Разновидность клепсидра – песочные часы.

Только в Х11в. были изобретены колесные часы с гирями. Позднее эти часы усовершенствовали. Галилей открыл явление: маятник сохраняет постоянство периода колебаний. Позднее он высказал мысль о возможности применения маятника в часах, но осуществить это удалось только в середине ХYII столетия голландскому ученому Гюйгенсу.

Чтобы обеспечить равномерный ход часов, Гюйгенс создал специальный механизм. К оси маятника был пристроен специальный согнутый равноплечий рычаг, имевший два зубца, которыми он сцеплялся с ходовым колесом. Последнее приводилось в движение гирей, которая была подвешена к цепи, переброшенной через зубчатое колесо. Так маятник стал механизмом для равномерного хода часов. Колесные часы потом заменили на часы с пружинным заводом.

 Приложение № 3.

Проводники звука.

Где бы мы ни находились, что бы ни делали – нас всюду сопровождают различные звуки.

Мы привыкаем к обычным звукам и часто не замечаем их.

Для восприятия звуков человек имеет тончайший аппарат – ухо. Слух имеет огромную роль и в жизни животных. Он помогает животным выслеживать добычу, предупреждает их об опасности.

Звуковая волна может проходить самые различные расстояния. Орудийная стрельба слышна на 10-15 км, ржание лошадей и лай собак- на 2-3 км, а шепот всего на несколько метров. Эти звуки передаются по воздуху. Но проводником звука может быть не только воздух.

Приложите ухо к рельсам, ивы услышите шум приближающегося поезда значительно раньше и на большем расстоянии. Значит, металл проводит звук лучше и быстрее, чем воздух. Давно замечено хорошее распространение звука и по земле. Перед Куликовской битвой князь Дмитрий Донской сам выехал на разведку в поле и , приложив ухо к земле, услышал конский топот приближающихся татарских полчищ.

Вода тоже хорошо проводит звук. Нырнув в воду, можно отчетливо слышать, как стучат друг о друга камни, как шумит во время прибоя галька.

Свойство воды – хорошо проводить звук – широко используется для разведки в море во время войны, а так же для измерения морских глубин.

Для звука есть только одна преграда, и ее легко обнаружить. Если завести будильник и накрыть его колпаком, то звук будет слышен. Но если из-под колпака выкачать воздух, то звук исчезнет. Почему? Потому что звук не может передаваться через пустоту. Должна быть обязательно упругая среда. Звуковая волна – чередование сгущений и разряжений. А если нет среды, то что будет сгущаться?

 Приложение № 4.

Шум и борьба с ним.

По действию, производимому на нас, все звуки делятся на музыкальные звуки и шумы. Чем они отличаются друг от друга? Чистый музыкальный звук всегда имеет определенную частоту. Шум – это множество самых различных, одновременно несущихся звуков.

Шум (особенно громкий) вредно отражается на здоровье и трудоспособности людей. Продолжительное действие шума вызывает утомление. В природе громкие звуки редки. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение. Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, шум прибоя приятны человеку. Они успокаивают, снимают стресс.

Длительный шум неблагоприятно влияет на органы слуха, понижая чувствительность к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах:. 20-30 децибел – безвредно для здоровья

80 – допустимая граница

130 – вызывает у человека болевые ощущения в ухе и даже чувствует кожей

150 – непереносимость ( в средние века “ казнь под колоколом”)

Развивая технику, человек заменяет труд человека работой машин. А это влечет увеличения шума. Следовательно, открываются и новые пути борьбы с ним.

Моторы, машины закрываются оболочками, поглощающими звук. Телефонные будки обиваются прессованными плитками. Ставятся особые фундаменты. Двойные стены, двойные или даже тройные окна. Но защититься от внешнего шума очень трудно.

.Приложение № 5.

Как слышит ухо.

Для улавливания звука у человека и у животных есть специальный орган – ухо. Это – необычайно тонкий аппарат. Ухо преобразует колебательное движение звуковой волны в определенные ощущения, которые и воспринимаются нашим сознанием.

С давних пор человека интересует устройство и работа этого удивительного органа. Однако и по настоящее время далеко не все в этой области выяснено.

( Рисунок уха берем в кабинете биологии )

Орган слуха делится на три части: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо – ушная раковина. От нее идет слуховой проход, заканчивающийся барабанной перепонкой.

Для свободного колебания перепонки необходимо, чтобы давление с обеих сторон было одинаковым.

В среднем ухе находится ряд косточек. Они предают колебания во внутреннее ухо. Процессы, происходящие во внутреннем ухе, очень сложны и некоторые из них до сих пор не изучены.

Звуковые волны, попадая в слуховой канал, приводят в колебание барабанную перепонку. Через цепь косточек среднего уха колебание передается жидкости улитки внутреннего уха. Волнообразное движение этой жидкости влечет за собой раздражение окончаний слухового нерва. Таков главный путь звука от его источника до нашего сознания. Но этот путь не единственный. Звуковые колебания могут передаваться костями черепа.

Не все люди одинаково чувствительны к звукам разной частоты. Дети без напряжения могут воспринимать звуки частотой до 22000Гц. У стариков чувствительность ограничена . 10 – 12 тысяч.

 Приложение № 6.

Неслышимые звуки.

Мир звуков, которые слышит наше ухо, занимает область от 18 до 20000 Гц. Колебания, лежащие за этими границами нам не слышны, но природа этих колебаний тождественна со слышимыми звуками, их относят к категории звуков. Эти колебания могут восприниматься животными и насекомыми. Колебания с частотами ниже 16 Гц – инфразвуки, а колебания с частотой выше 20000 Гц – ультразвуки. Область слышимых звуков не имеет четких границ. Мы можем слышать инфразвуки, лежащие близко к нижней границе звука. Дело в том, что инфразвуки, как правило, сопровождаются слышимыми призвуками( обертонами ). Родство таких инфразвуков со звуком ухо способно ощущать.

Нечетко очерчена и верхняя граница. Ультразвуки с частотой до 24000Гц могут восприниматься людьми с очень острым слухом. Выше этого предела ультразвуки слышат многие животные и насекомые( например, летучие мыши слышат ультразвуки с частотой до 70000 Гц).

Инфразвуковые колебания легко возникают в длинных трубах. Например, 10-метровая труба органа дает основной тон частотой около 16 Гц. Звук этой трубы подобен раскату грома. Инфразвуки возникают в печных и фабричных трубах при топке.

Один из интереснейших видов инфразвуков – это “голос моря”. При шторме на море ветер возбуждает вихри, периодически срывающиеся на гребнях волн. Получающиеся при этом колебания воздушной струи распространяются вдаль в форме инфразвука и могут быть обнаружены на расстоянии в сотни километров.

Явления, близкие к инфразвуку, представляют собой колебания, возникающие при выстрелах и взрывах.

Самым интересным свойство инфразвуков является их способность распространяться на очень далекие расстояния.

 Приложение № 7.

Ультразвук – помощник человека.

Еще большее применение, чем инфразвуки, находят ультразвуки.

Жидкость “вскипает” при прохождении ультразвуковой волны. При этом возникает гидравлический удар. Они могут отрывать кусочки от поверхности металла и производить дробление твердых тел. С помощью ультразвука можно смешать несмешивающиеся жидкости. Так готовятся эмульсии на масле.

При действии ультразвука происходит омыление жиров. На этом принципе устроены стиральные устройства.

Интересны биологические эффекты ультразвука. Ультразвуки ослабляют жизнедеятельность бактерий, уменьшают рост молочнокислых и туберкулезных бактерий.

Широко используется ультразвук в гидроакустике. Ультразвуки большой частоты поглощаются водой очень слабо и могут распространяться на десятки километров. Если они встречают на своем пути дно, айсберг или другое твердое тело, они отражаются и дают эхо большой мощности. На этом принципе устроен ультразвуковой эхолот.

В металле ультразвук распространяется практически без поглощения. Применяя метод ультразвуковой локации, можно обнаружить мельчайшие дефекты внутри детали большой толщины.

Дробящее действие ультразвука применяют для изготовления ультразвуковых паяльников.

Ультразвук применяют для улавливания мельчайших частичек сажи, в сернокислотной промышленности для осаждения тумана серной кислоты.

 Приложение № 8.

Резонанс.

Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении собственной частоты и частоты вынуждающей силы называется резонансом.

Резонанс возникает из-за того, что внешняя сила, действуя в такт со свободными колебаниями тела, все время совершает положительную работу. За счет этой работы энергия колеблющегося тела увеличивается и амплитуда колебаний возрастает.

Явление резонанса может играть как полезную, так и вредную роль.

На применении резонанса основано действие язычкового частотометра. Заметив, какая пластина вошла в резонанс, мы определим частоту системы. Маленький ребенок может раскачать язык большого колокола, если будет действовать на веревку в такт со свободными колебаниями языка.

С резонансом можно встретиться и тогда, когда это совсем нежелательно. Так, например, в 1750 году близ города Анжера во Франции через цепной мост длиной 102 м шел в ногу отряд солдат. Частота их шагов совпала с частотой свободных колебаний моста. Из-за этого размахи колебаний моста резко увеличились, и цепи оборвались. Мост обрушился в реку.

В 1830 году по той же причине обрушился подвесной мост около Манчестера в Англии, когда по нему маршировал военный отряд.

В 1906 году из-за резонанса разрушился и так называемый Егитпетский мост в Петербурге, по которому проходил кавалерийский эскадрон.

Теперь для предотвращения подобных случаев войсковым частям приказывают “сбить ногу” и идти не строевым, а вольным шагом.

Чтобы избежать резонанса при переезде поезда через мост, он проходит его либо на медленном ходу, либо на максимальной скорости ( чтобы частота ударов колес о стыки рельсов не оказалась равной собственной частоте моста).

С резонансом можно встретиться не только на суше, но и в море и даже в воздухе. Так, например, при некоторых частотах вращения гребного вала в резонанс входили целые корабли. А на заре развития авиации некоторые авиационные двигатели вызывали столь сильные резонансные колебания частей самолета, что он разваливался в воздухе.

 Приложение № 9

Сейсмические станции.

Наблюдения с помощью современных чувствительных приборов показывают, что земная кора почти непрерывно колеблется. Большую часть таких колебаний мы не замечаем, и они не производят заметных перемен на поверхности Земли. Но многие из них – катастрофические явления – надолго оставляют по себе память.

Это явление природы изучает наука сейсмология.

Ильные землетрясения принадлежат к числу наиболее грозных явлений природы. Для наблюдения за землетрясениями и изучения причин, вызывающих их, созданы специальные пункты – сейсмические станции. Такие стации имеются во многих городах.

В темном помещении, на особом основании, отделенном от фундамента и пола здания, стоит главная аппаратура – сейсмограф, маленький прожектор и барабан. В других комнатах размещены часы, электроприборы. Сейсмограф – это необыкновенно чуткое ухо. Он “ слышит” самые незначительные колебания и отдаленные колебания земной коры.

Изучая записи колебаний, можно судить, какова структура глубин Земли. Землетрясения возникают в результате передвижек земной коры .Они распространяются на большие расстояния. Но бывают землетрясения, вызванные вулканическими извержениями.

Для уменьшении катастрофических последствий землетрясений разработаны способы строительства сооружений, не разрушающихся от подземных толчков.

^  Приложение № 10.

Эхо.

Эхо – это звуковые волны, отраженные от какого – либо препятствия ( зданий, холмов, леса т.п.) и возвратившееся к своему источнику. Если до нас доходят звуковые волны, последовательно отразившиеся от нескольких препятствий и разделенные промежутком времени 50-60 мс, то возникает многократное эхо. Некоторые из таких эхо приобрели всемирную известность. Так, например, скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехии, в определенном месте повторяют 7 слогов, а в замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов.

Благодаря этому явлению и ультразвуку дельфины уверенно ориентируются в мутной воде. Посылая и принимая возвратившиеся назад ультразвуковые импульсы, они способны на расстоянии 20-30 м обнаружить даже маленькую дробинку, осторожно опущенную в воду. Этим же пользуются и летучие мыши. Они способны ориентироваться в полете даже в полной темноте.

Используется явление эхо и на кораблях и на подводных лодках. Посылая короткие импульсы ультразвука, можно уловить их отражения от дна или каких – либо предметов. По времени запаздывания отраженного сигнала можно судить о расстоянии до препятствия.

www.ronl.ru

Урок-конференция по теме "Колебания и волны. Звук"

Разделы: Физика

Место урока в курсе физики 9 класса: итоговое занятие по теме.

Тип урока: повторение.

Вид урока: урок-конференция.

Цели урока:

• Развивающая: уметь осмысленно воспроизводить подобранный материал.
• Образовательная: уметь изложить материал за заданное время.
• Воспитательная: уметь слушать и слышать.

Задачи урока:

1. научить учащихся самостоятельно работать с дополнительной литературой по заданной теме.

2. развивать интерес к физике.

3. систематизировать знания по данной теме.

План проведения урока-конференции.

1. Фронтальный опрос учащихся по основным понятиям темы.

2. Вступительное слово учителя.

3. Доклады учащихся.

1) Маятник на службе у человека.

2) Часы.

3) Проводники звука.

4) Шум и борьба с ним.

5) Как слышит ухо.

6) Неслышимые звуки.

7) Ультразвук - помощник человека.

8) Резонанс в технике.

9) Сейсмические станции.

10) Эхо.

.4. Подведение итогов урока.

ХОД УРОКА

Опрос учащихся.

- какое движение называют колебательным?

- основные характеристики колебаний.

- амплитуда.

- период.

- частота.

- фаза.

- что такое волна?

- какие бывают волны?

- определение продольной волны.

- определение поперечной волны.

- длина волны.

- скорость распространения волны.

- период волны.

- какие волны называют звуковыми?

- от чего зависит громкость звука?

- от чего зависит высота звука?

- что такое эхо?

- как зависит скорость распространения звука от среды?

2. Вступительное слово учителя

Ребята, вы хорошо подготовились к уроку. А теперь познакомимся с планом нашей конференции. Я раскрываю доску. План урока на доске. Указаны темы и фамилии докладчиков.

Мы живем в мире колебаний. Маятник стенных часов, фундамент быстроходной турбины, кузов железнодорожного вагона, струна гитары и т.д.

По современным воззрениям, все звуковые, тепловые, световые, электрические и магнитные явления, т.е. важнейшие физические процессы окружающего нас мира, сводятся к различным формам колебания материи.

Речь, средство общения людей, музыка, способная вызвать у людей сложные эмоции, - физически определяются так же, как и другие звуковые явления, колебаниями струн, воздуха, пластин и других упругих тел.

Колебания играют важную роль в таких ведущих областях техники, как электричество и радио. Выработка, передача и потребление электрической энергии, телефония, радиовещание, телевидение, радиолокация – все эти важные отрасли основаны на использовании электрических и электромагнитных колебаний.

С колебаниями мы встречаемся и в живом организме. Биение сердца, сокращение желудка, деятельность кишечника имеют колебательный характер.

Строители и механики имеют дело с колебаниями сооружений и машин. Кораблестроители – с качкой и вибрацией корабля и т. д.

Трудно назвать такую отрасль, где колебания не играли бы существенной роли.

Давайте послушаем, как с помощью маятника люди узнали многие свойства Земли.

Докладчик № 1_ _ _ _ (приложение 1)

Учитель. Можно ли назвать какое–нибудь устройство, распространенное, как часы?

Докладчик № 2_ _ _ _ (приложение 2)

Учитель. Мы живем в мире звуков. Давайте послушаем о том, какие вещества проводят звуки хорошо, а какие плохо.

Докладчик № 3_ _ _ _(приложение 3)

Учитель. Теперь мы знаем об этом и послушаем, как бороться с шумом.

Докладчик № 4_ _ _ _(приложение 4)

Учитель. Мы охотно слушаем музыку, пение птиц. Как же слышит наше ухо?

Докладчик № 5_ _ _ _(приложение 5)

Учитель. Наше ухо воспринимает колебания от 16 Гц до 20 000 Гц. Колебания, лежащие за этими границами, нам не слышны, но их природа тождественна звукам, поэтому мы их тоже называем звуками.

Докладчик № 6_ _ _ _(приложение 6)

Учитель. А теперь послушаем о том, как в нашей жизни нам помогают ультразвуки.

Докладчик № 7_ _ _ _(приложение 7)

Учитель. Резонанс. Это хорошо или плохо? А в технике?

Докладчик № 8_ _ _ _(приложение 8)

Учитель. Резонанс может играть полезную роль, а может вредную. Послушаем о вреде резонанса.

Докладчик № 9_ _ _ _(приложение 9)

Учитель. Цунами, землетрясения. Как их предсказать?

Докладчик № 10_ _ _ _(приложение 10)

Учитель. Название “эхо” связано с именем горной нимфы Эхо, которая, согласно древнегреческой мифологии, была безответно влюблена в Нарцисса. От тоски по возлюбленному Эхо высохла и окаменела. От нее остался только голос, способный повторять окончания произнесенных в ее присутствии слов.

Подведение итогов.

Ребята, я надеюсь, что вы сегодня не только повторили изученный материал, но и узнали много нового. Дальше выставляю оценки за выступления.

 Приложение № 1.

Маятник на службе у человека.

Самый простой маятник - это тяжелый шарик на тонкой нити. нам Именно он удобен для опытов. Период колебаний маятника зависит от его длины, но не зависит от массы шарика.

Поднявшись на высокую гору с секундным маятником, мы могли бы заметить, что он замедлил свои колебания. Что же замедлило колебания маятника? Ослабление силы тяжести на горе по сравнению с равниной.

Как известно, сила тяжести изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли. На горе маятник находится дальше от него, чем на равнине. Сила тяжести уменьшилась, а поэтому замедлились колебания маятника.

Переезжая с маятниковыми часами, ученые давно заметили, что при переезде с севера на юг часы начинают отставать. Это продолжается до самого экватора. Т.к. длина его не меняется, то делаем вывод, что чем ближе к экватору, тем меньше весит груз.

В чем же причина этого явления?

Ученые давно разгадали эту загадку. На земле возникает центробежная сила вследствие вращения Земли, а так же в сжатии земного шара.

Маятник позволил узнать, какая Земля внутри, что долго не удавалось ученым. Об этом можно узнать, наблюдая при землетрясениях колебания земной коры, прошедшие через глубины Земли.

Морские приливы и отливы известны с давних пор. Это поднятая вода прямо под Луной. Наблюдения над горизонтальным маятником, проведенные русским астрономом А. Я. Орловым, открыли замечательное явление. В твердой земной коре под влиянием притяжения Луны поднимается, как и в океане, бугор прилива. Он не высок, 20-30 см, и без опоздания следует за Луной. По высоте твердого прилива можно рассчитать твердость Земли.

Притяжение тяжелых масс увеличивает силу тяжести. Поэтому маятник, находящийся на земной поверхности над скоплением тяжелых руд, колеблется быстрее, чем в других местах. Открыв этим способом скопление руд, выбирают место для заложения разведочной скважины.

В 1861 году известный французский ученый Фуко построил маятник, при помощи которого можно убедится в том, что Земля вращается.

Приложение № 2

Часы.

Современные часы бывают разнообразной формы и могут иметь различное строение. Все происходит во времени и время нужно точно определять и измерять.

Всегда ли люди имели точные способы измерения времени?

Уже в старинные времена человек начинает измерять время. Периодические восход и закат Солнца становятся главным фактором для измерения времени. Часы дня измеряют по высоте Солнца над горизонтом; так возникли солнечные часы.

Затем изобрели водяные часы - клепсидр .Время действия клепсидра можно было рассчитать на сутки, часы и минуты, в зависимости от вместимости сосуда и диаметра отверстия через который вытекала вода. Разновидность клепсидра – песочные часы.

Только в Х11в. были изобретены колесные часы с гирями. Позднее эти часы усовершенствовали. Галилей открыл явление: маятник сохраняет постоянство периода колебаний. Позднее он высказал мысль о возможности применения маятника в часах, но осуществить это удалось только в середине ХYII столетия голландскому ученому Гюйгенсу.

Чтобы обеспечить равномерный ход часов, Гюйгенс создал специальный механизм. К оси маятника был пристроен специальный согнутый равноплечий рычаг, имевший два зубца, которыми он сцеплялся с ходовым колесом. Последнее приводилось в движение гирей, которая была подвешена к цепи, переброшенной через зубчатое колесо. Так маятник стал механизмом для равномерного хода часов. Колесные часы потом заменили на часы с пружинным заводом.

 Приложение № 3.

Проводники звука.

Где бы мы ни находились, что бы ни делали – нас всюду сопровождают различные звуки.

Мы привыкаем к обычным звукам и часто не замечаем их.

Для восприятия звуков человек имеет тончайший аппарат – ухо. Слух имеет огромную роль и в жизни животных. Он помогает животным выслеживать добычу, предупреждает их об опасности.

Звуковая волна может проходить самые различные расстояния. Орудийная стрельба слышна на 10-15 км, ржание лошадей и лай собак- на 2-3 км, а шепот всего на несколько метров. Эти звуки передаются по воздуху. Но проводником звука может быть не только воздух.

Приложите ухо к рельсам, ивы услышите шум приближающегося поезда значительно раньше и на большем расстоянии. Значит, металл проводит звук лучше и быстрее, чем воздух. Давно замечено хорошее распространение звука и по земле. Перед Куликовской битвой князь Дмитрий Донской сам выехал на разведку в поле и , приложив ухо к земле, услышал конский топот приближающихся татарских полчищ.

Вода тоже хорошо проводит звук. Нырнув в воду, можно отчетливо слышать, как стучат друг о друга камни, как шумит во время прибоя галька.

Свойство воды – хорошо проводить звук – широко используется для разведки в море во время войны, а так же для измерения морских глубин.

Для звука есть только одна преграда, и ее легко обнаружить. Если завести будильник и накрыть его колпаком, то звук будет слышен. Но если из-под колпака выкачать воздух, то звук исчезнет. Почему? Потому что звук не может передаваться через пустоту. Должна быть обязательно упругая среда. Звуковая волна – чередование сгущений и разряжений. А если нет среды, то что будет сгущаться?

 Приложение № 4.

Шум и борьба с ним.

По действию, производимому на нас, все звуки делятся на музыкальные звуки и шумы. Чем они отличаются друг от друга? Чистый музыкальный звук всегда имеет определенную частоту. Шум – это множество самых различных, одновременно несущихся звуков.

Шум (особенно громкий) вредно отражается на здоровье и трудоспособности людей. Продолжительное действие шума вызывает утомление. В природе громкие звуки редки. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение. Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, шум прибоя приятны человеку. Они успокаивают, снимают стресс.

Длительный шум неблагоприятно влияет на органы слуха, понижая чувствительность к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах:. 20-30 децибел – безвредно для здоровья

80 – допустимая граница

130 – вызывает у человека болевые ощущения в ухе и даже чувствует кожей

150 – непереносимость ( в средние века “ казнь под колоколом”)

Развивая технику, человек заменяет труд человека работой машин. А это влечет увеличения шума. Следовательно, открываются и новые пути борьбы с ним.

Моторы, машины закрываются оболочками, поглощающими звук. Телефонные будки обиваются прессованными плитками. Ставятся особые фундаменты. Двойные стены, двойные или даже тройные окна. Но защититься от внешнего шума очень трудно.

.Приложение № 5.

Как слышит ухо.

Для улавливания звука у человека и у животных есть специальный орган – ухо. Это – необычайно тонкий аппарат. Ухо преобразует колебательное движение звуковой волны в определенные ощущения, которые и воспринимаются нашим сознанием.

С давних пор человека интересует устройство и работа этого удивительного органа. Однако и по настоящее время далеко не все в этой области выяснено.

( Рисунок уха берем в кабинете биологии )

Орган слуха делится на три части: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо – ушная раковина. От нее идет слуховой проход, заканчивающийся барабанной перепонкой.

Для свободного колебания перепонки необходимо, чтобы давление с обеих сторон было одинаковым.

В среднем ухе находится ряд косточек. Они предают колебания во внутреннее ухо. Процессы, происходящие во внутреннем ухе, очень сложны и некоторые из них до сих пор не изучены.

Звуковые волны, попадая в слуховой канал, приводят в колебание барабанную перепонку. Через цепь косточек среднего уха колебание передается жидкости улитки внутреннего уха. Волнообразное движение этой жидкости влечет за собой раздражение окончаний слухового нерва. Таков главный путь звука от его источника до нашего сознания. Но этот путь не единственный. Звуковые колебания могут передаваться костями черепа.

Не все люди одинаково чувствительны к звукам разной частоты. Дети без напряжения могут воспринимать звуки частотой до 22000Гц. У стариков чувствительность ограничена . 10 – 12 тысяч.

 Приложение № 6.

Неслышимые звуки.

Мир звуков, которые слышит наше ухо, занимает область от 18 до 20000 Гц. Колебания, лежащие за этими границами нам не слышны, но природа этих колебаний тождественна со слышимыми звуками, их относят к категории звуков. Эти колебания могут восприниматься животными и насекомыми. Колебания с частотами ниже 16 Гц – инфразвуки, а колебания с частотой выше 20000 Гц – ультразвуки. Область слышимых звуков не имеет четких границ. Мы можем слышать инфразвуки, лежащие близко к нижней границе звука. Дело в том, что инфразвуки, как правило, сопровождаются слышимыми призвуками( обертонами ). Родство таких инфразвуков со звуком ухо способно ощущать.

Нечетко очерчена и верхняя граница. Ультразвуки с частотой до 24000Гц могут восприниматься людьми с очень острым слухом. Выше этого предела ультразвуки слышат многие животные и насекомые( например, летучие мыши слышат ультразвуки с частотой до 70000 Гц).

Инфразвуковые колебания легко возникают в длинных трубах. Например, 10-метровая труба органа дает основной тон частотой около 16 Гц. Звук этой трубы подобен раскату грома. Инфразвуки возникают в печных и фабричных трубах при топке.

Один из интереснейших видов инфразвуков – это “голос моря”. При шторме на море ветер возбуждает вихри, периодически срывающиеся на гребнях волн. Получающиеся при этом колебания воздушной струи распространяются вдаль в форме инфразвука и могут быть обнаружены на расстоянии в сотни километров.

Явления, близкие к инфразвуку, представляют собой колебания, возникающие при выстрелах и взрывах.

Самым интересным свойство инфразвуков является их способность распространяться на очень далекие расстояния.

 Приложение № 7.

Ультразвук – помощник человека.

Еще большее применение, чем инфразвуки, находят ультразвуки.

Жидкость “вскипает” при прохождении ультразвуковой волны. При этом возникает гидравлический удар. Они могут отрывать кусочки от поверхности металла и производить дробление твердых тел. С помощью ультразвука можно смешать несмешивающиеся жидкости. Так готовятся эмульсии на масле.

При действии ультразвука происходит омыление жиров. На этом принципе устроены стиральные устройства.

Интересны биологические эффекты ультразвука. Ультразвуки ослабляют жизнедеятельность бактерий, уменьшают рост молочнокислых и туберкулезных бактерий.

Широко используется ультразвук в гидроакустике. Ультразвуки большой частоты поглощаются водой очень слабо и могут распространяться на десятки километров. Если они встречают на своем пути дно, айсберг или другое твердое тело, они отражаются и дают эхо большой мощности. На этом принципе устроен ультразвуковой эхолот.

В металле ультразвук распространяется практически без поглощения. Применяя метод ультразвуковой локации, можно обнаружить мельчайшие дефекты внутри детали большой толщины.

Дробящее действие ультразвука применяют для изготовления ультразвуковых паяльников.

Ультразвук применяют для улавливания мельчайших частичек сажи, в сернокислотной промышленности для осаждения тумана серной кислоты.

 Приложение № 8.

Резонанс.

Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении собственной частоты и частоты вынуждающей силы называется резонансом.

Резонанс возникает из-за того, что внешняя сила, действуя в такт со свободными колебаниями тела, все время совершает положительную работу. За счет этой работы энергия колеблющегося тела увеличивается и амплитуда колебаний возрастает.

Явление резонанса может играть как полезную, так и вредную роль.

На применении резонанса основано действие язычкового частотометра. Заметив, какая пластина вошла в резонанс, мы определим частоту системы. Маленький ребенок может раскачать язык большого колокола, если будет действовать на веревку в такт со свободными колебаниями языка.

С резонансом можно встретиться и тогда, когда это совсем нежелательно. Так, например, в 1750 году близ города Анжера во Франции через цепной мост длиной 102 м шел в ногу отряд солдат. Частота их шагов совпала с частотой свободных колебаний моста. Из-за этого размахи колебаний моста резко увеличились, и цепи оборвались. Мост обрушился в реку.

В 1830 году по той же причине обрушился подвесной мост около Манчестера в Англии, когда по нему маршировал военный отряд.

В 1906 году из-за резонанса разрушился и так называемый Егитпетский мост в Петербурге, по которому проходил кавалерийский эскадрон.

Теперь для предотвращения подобных случаев войсковым частям приказывают “сбить ногу” и идти не строевым, а вольным шагом.

Чтобы избежать резонанса при переезде поезда через мост, он проходит его либо на медленном ходу, либо на максимальной скорости ( чтобы частота ударов колес о стыки рельсов не оказалась равной собственной частоте моста).

С резонансом можно встретиться не только на суше, но и в море и даже в воздухе. Так, например, при некоторых частотах вращения гребного вала в резонанс входили целые корабли. А на заре развития авиации некоторые авиационные двигатели вызывали столь сильные резонансные колебания частей самолета, что он разваливался в воздухе.

 Приложение № 9

Сейсмические станции.

Наблюдения с помощью современных чувствительных приборов показывают, что земная кора почти непрерывно колеблется. Большую часть таких колебаний мы не замечаем, и они не производят заметных перемен на поверхности Земли. Но многие из них – катастрофические явления – надолго оставляют по себе память.

Это явление природы изучает наука сейсмология.

Ильные землетрясения принадлежат к числу наиболее грозных явлений природы. Для наблюдения за землетрясениями и изучения причин, вызывающих их, созданы специальные пункты – сейсмические станции. Такие стации имеются во многих городах.

В темном помещении, на особом основании, отделенном от фундамента и пола здания, стоит главная аппаратура – сейсмограф, маленький прожектор и барабан. В других комнатах размещены часы, электроприборы. Сейсмограф – это необыкновенно чуткое ухо. Он “ слышит” самые незначительные колебания и отдаленные колебания земной коры.

Изучая записи колебаний, можно судить, какова структура глубин Земли. Землетрясения возникают в результате передвижек земной коры .Они распространяются на большие расстояния. Но бывают землетрясения, вызванные вулканическими извержениями.

Для уменьшении катастрофических последствий землетрясений разработаны способы строительства сооружений, не разрушающихся от подземных толчков.

 Приложение № 10.

Эхо.

Эхо – это звуковые волны, отраженные от какого – либо препятствия ( зданий, холмов, леса т.п.) и возвратившееся к своему источнику. Если до нас доходят звуковые волны, последовательно отразившиеся от нескольких препятствий и разделенные промежутком времени 50-60 мс, то возникает многократное эхо. Некоторые из таких эхо приобрели всемирную известность. Так, например, скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехии, в определенном месте повторяют 7 слогов, а в замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов.

Благодаря этому явлению и ультразвуку дельфины уверенно ориентируются в мутной воде. Посылая и принимая возвратившиеся назад ультразвуковые импульсы, они способны на расстоянии 20-30 м обнаружить даже маленькую дробинку, осторожно опущенную в воду. Этим же пользуются и летучие мыши. Они способны ориентироваться в полете даже в полной темноте.

Используется явление эхо и на кораблях и на подводных лодках. Посылая короткие импульсы ультразвука, можно уловить их отражения от дна или каких – либо предметов. По времени запаздывания отраженного сигнала можно судить о расстоянии до препятствия.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Реферат - Урок-конференция по теме Колебания и волны. Звук

Статья отнесена к разделу: Преподавание физики

Место урока в курсе физики 9 класса: итоговое занятие по теме.

Тип урока: повторение.

Вид урока: урок-конференция.

Цели урока:

Развивающая: уметь осмысленно воспроизводить подобранный материал.

Образовательная: уметь изложить материал за заданное время.

Воспитательная: уметь слушать и слышать.

Задачи урока:

1. научить учащихся самостоятельно работать с дополнительной литературой по заданной теме.

2. развивать интерес к физике.

3. систематизировать знания по данной теме.

План проведения урока-конференции.

1. Фронтальный опрос учащихся по основным понятиям темы.

2. Вступительное слово учителя.

3. Доклады учащихся.

1) Маятник на службе у человека.

2) Часы.

3) Проводники звука.

4) Шум и борьба с ним.

5) Как слышит ухо.

6) Неслышимые звуки.

7) Ультразвук - помощник человека.

8) Резонанс в технике.

9) Сейсмические станции.

10) Эхо.

.4. Подведение итогов урока.

^ ХОД УРОКА

Опрос учащихся.

- какое движение называют колебательным?

- основные характеристики колебаний.

- амплитуда.

- период.

- частота.

- фаза.

- что такое волна?

- какие бывают волны?

- определение продольной волны.

- определение поперечной волны.

- длина волны.

- скорость распространения волны.

- период волны.

- какие волны называют звуковыми?

- от чего зависит громкость звука?

- от чего зависит высота звука?

- что такое эхо?

- как зависит скорость распространения звука от среды?

2. Вступительное слово учителя

Ребята, вы хорошо подготовились к уроку. А теперь познакомимся с планом нашей конференции. Я раскрываю доску. План урока на доске. Указаны темы и фамилии докладчиков.

Мы живем в мире колебаний. Маятник стенных часов, фундамент быстроходной турбины, кузов железнодорожного вагона, струна гитары и т.д.

По современным воззрениям, все звуковые, тепловые, световые, электрические и магнитные явления, т.е. важнейшие физические процессы окружающего нас мира, сводятся к различным формам колебания материи.

Речь, средство общения людей, музыка, способная вызвать у людей сложные эмоции, - физически определяются так же, как и другие звуковые явления, колебаниями струн, воздуха, пластин и других упругих тел.

Колебания играют важную роль в таких ведущих областях техники, как электричество и радио. Выработка, передача и потребление электрической энергии, телефония, радиовещание, телевидение, радиолокация – все эти важные отрасли основаны на использовании электрических и электромагнитных колебаний.

С колебаниями мы встречаемся и в живом организме. Биение сердца, сокращение желудка, деятельность кишечника имеют колебательный характер.

Строители и механики имеют дело с колебаниями сооружений и машин. Кораблестроители – с качкой и вибрацией корабля и т. д.

Трудно назвать такую отрасль, где колебания не играли бы существенной роли.

Давайте послушаем, как с помощью маятника люди узнали многие свойства Земли.

Докладчик № 1_ _ _ _ (приложение 1)

Учитель. Можно ли назвать какое–нибудь устройство, распространенное, как часы?

Докладчик № 2_ _ _ _ (приложение 2)

Учитель. Мы живем в мире звуков. Давайте послушаем о том, какие вещества проводят звуки хорошо, а какие плохо.

Докладчик № 3_ _ _ _(приложение 3)

Учитель. Теперь мы знаем об этом и послушаем, как бороться с шумом.

Докладчик № 4_ _ _ _(приложение 4)

Учитель. Мы охотно слушаем музыку, пение птиц. Как же слышит наше ухо?

Докладчик № 5_ _ _ _(приложение 5)

Учитель. Наше ухо воспринимает колебания от 16 Гц до 20 000 Гц. Колебания, лежащие за этими границами, нам не слышны, но их природа тождественна звукам, поэтому мы их тоже называем звуками.

Докладчик № 6_ _ _ _(приложение 6)

Учитель. А теперь послушаем о том, как в нашей жизни нам помогают ультразвуки.

Докладчик № 7_ _ _ _(приложение 7)

Учитель. Резонанс. Это хорошо или плохо? А в технике?

Докладчик № 8_ _ _ _(приложение 8)

Учитель. Резонанс может играть полезную роль, а может вредную. Послушаем о вреде резонанса.

Докладчик № 9_ _ _ _(приложение 9)

Учитель. Цунами, землетрясения. Как их предсказать?

Докладчик № 10_ _ _ _(приложение 10)

Учитель. Название “эхо” связано с именем горной нимфы Эхо, которая, согласно древнегреческой мифологии, была безответно влюблена в Нарцисса. От тоски по возлюбленному Эхо высохла и окаменела. От нее остался только голос, способный повторять окончания произнесенных в ее присутствии слов.

Подведение итогов.

Ребята, я надеюсь, что вы сегодня не только повторили изученный материал, но и узнали много нового. Дальше выставляю оценки за выступления.

 Приложение № 1.

Маятник на службе у человека.

Самый простой маятник - это тяжелый шарик на тонкой нити. нам Именно он удобен для опытов. Период колебаний маятника зависит от его длины, но не зависит от массы шарика.

Поднявшись на высокую гору с секундным маятником, мы могли бы заметить, что он замедлил свои колебания. Что же замедлило колебания маятника? Ослабление силы тяжести на горе по сравнению с равниной.

Как известно, сила тяжести изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли. На горе маятник находится дальше от него, чем на равнине. Сила тяжести уменьшилась, а поэтому замедлились колебания маятника.

Переезжая с маятниковыми часами, ученые давно заметили, что при переезде с севера на юг часы начинают отставать. Это продолжается до самого экватора. Т.к. длина его не меняется, то делаем вывод, что чем ближе к экватору, тем меньше весит груз.

В чем же причина этого явления?

Ученые давно разгадали эту загадку. На земле возникает центробежная сила вследствие вращения Земли, а так же в сжатии земного шара.

Маятник позволил узнать, какая Земля внутри, что долго не удавалось ученым. Об этом можно узнать, наблюдая при землетрясениях колебания земной коры, прошедшие через глубины Земли.

Морские приливы и отливы известны с давних пор. Это поднятая вода прямо под Луной. Наблюдения над горизонтальным маятником, проведенные русским астрономом А. Я. Орловым, открыли замечательное явление. В твердой земной коре под влиянием притяжения Луны поднимается, как и в океане, бугор прилива. Он не высок, 20-30 см, и без опоздания следует за Луной. По высоте твердого прилива можно рассчитать твердость Земли.

Притяжение тяжелых масс увеличивает силу тяжести. Поэтому маятник, находящийся на земной поверхности над скоплением тяжелых руд, колеблется быстрее, чем в других местах. Открыв этим способом скопление руд, выбирают место для заложения разведочной скважины.

В 1861 году известный французский ученый Фуко построил маятник, при помощи которого можно убедится в том, что Земля вращается.

Приложение № 2

Часы.

Современные часы бывают разнообразной формы и могут иметь различное строение. Все происходит во времени и время нужно точно определять и измерять.

Всегда ли люди имели точные способы измерения времени?

Уже в старинные времена человек начинает измерять время. Периодические восход и закат Солнца становятся главным фактором для измерения времени. Часы дня измеряют по высоте Солнца над горизонтом; так возникли солнечные часы.

Затем изобрели водяные часы - клепсидр .Время действия клепсидра можно было рассчитать на сутки, часы и минуты, в зависимости от вместимости сосуда и диаметра отверстия через который вытекала вода. Разновидность клепсидра – песочные часы.

Только в Х11в. были изобретены колесные часы с гирями. Позднее эти часы усовершенствовали. Галилей открыл явление: маятник сохраняет постоянство периода колебаний. Позднее он высказал мысль о возможности применения маятника в часах, но осуществить это удалось только в середине ХYII столетия голландскому ученому Гюйгенсу.

Чтобы обеспечить равномерный ход часов, Гюйгенс создал специальный механизм. К оси маятника был пристроен специальный согнутый равноплечий рычаг, имевший два зубца, которыми он сцеплялся с ходовым колесом. Последнее приводилось в движение гирей, которая была подвешена к цепи, переброшенной через зубчатое колесо. Так маятник стал механизмом для равномерного хода часов. Колесные часы потом заменили на часы с пружинным заводом.

 Приложение № 3.

Проводники звука.

Где бы мы ни находились, что бы ни делали – нас всюду сопровождают различные звуки.

Мы привыкаем к обычным звукам и часто не замечаем их.

Для восприятия звуков человек имеет тончайший аппарат – ухо. Слух имеет огромную роль и в жизни животных. Он помогает животным выслеживать добычу, предупреждает их об опасности.

Звуковая волна может проходить самые различные расстояния. Орудийная стрельба слышна на 10-15 км, ржание лошадей и лай собак- на 2-3 км, а шепот всего на несколько метров. Эти звуки передаются по воздуху. Но проводником звука может быть не только воздух.

Приложите ухо к рельсам, ивы услышите шум приближающегося поезда значительно раньше и на большем расстоянии. Значит, металл проводит звук лучше и быстрее, чем воздух. Давно замечено хорошее распространение звука и по земле. Перед Куликовской битвой князь Дмитрий Донской сам выехал на разведку в поле и , приложив ухо к земле, услышал конский топот приближающихся татарских полчищ.

Вода тоже хорошо проводит звук. Нырнув в воду, можно отчетливо слышать, как стучат друг о друга камни, как шумит во время прибоя галька.

Свойство воды – хорошо проводить звук – широко используется для разведки в море во время войны, а так же для измерения морских глубин.

Для звука есть только одна преграда, и ее легко обнаружить. Если завести будильник и накрыть его колпаком, то звук будет слышен. Но если из-под колпака выкачать воздух, то звук исчезнет. Почему? Потому что звук не может передаваться через пустоту. Должна быть обязательно упругая среда. Звуковая волна – чередование сгущений и разряжений. А если нет среды, то что будет сгущаться?

 Приложение № 4.

Шум и борьба с ним.

По действию, производимому на нас, все звуки делятся на музыкальные звуки и шумы. Чем они отличаются друг от друга? Чистый музыкальный звук всегда имеет определенную частоту. Шум – это множество самых различных, одновременно несущихся звуков.

Шум (особенно громкий) вредно отражается на здоровье и трудоспособности людей. Продолжительное действие шума вызывает утомление. В природе громкие звуки редки. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение. Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, шум прибоя приятны человеку. Они успокаивают, снимают стресс.

Длительный шум неблагоприятно влияет на органы слуха, понижая чувствительность к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах:. 20-30 децибел – безвредно для здоровья

80 – допустимая граница

130 – вызывает у человека болевые ощущения в ухе и даже чувствует кожей

150 – непереносимость ( в средние века “ казнь под колоколом”)

Развивая технику, человек заменяет труд человека работой машин. А это влечет увеличения шума. Следовательно, открываются и новые пути борьбы с ним.

Моторы, машины закрываются оболочками, поглощающими звук. Телефонные будки обиваются прессованными плитками. Ставятся особые фундаменты. Двойные стены, двойные или даже тройные окна. Но защититься от внешнего шума очень трудно.

.Приложение № 5.

Как слышит ухо.

Для улавливания звука у человека и у животных есть специальный орган – ухо. Это – необычайно тонкий аппарат. Ухо преобразует колебательное движение звуковой волны в определенные ощущения, которые и воспринимаются нашим сознанием.

С давних пор человека интересует устройство и работа этого удивительного органа. Однако и по настоящее время далеко не все в этой области выяснено.

( Рисунок уха берем в кабинете биологии )

Орган слуха делится на три части: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо – ушная раковина. От нее идет слуховой проход, заканчивающийся барабанной перепонкой.

Для свободного колебания перепонки необходимо, чтобы давление с обеих сторон было одинаковым.

В среднем ухе находится ряд косточек. Они предают колебания во внутреннее ухо. Процессы, происходящие во внутреннем ухе, очень сложны и некоторые из них до сих пор не изучены.

Звуковые волны, попадая в слуховой канал, приводят в колебание барабанную перепонку. Через цепь косточек среднего уха колебание передается жидкости улитки внутреннего уха. Волнообразное движение этой жидкости влечет за собой раздражение окончаний слухового нерва. Таков главный путь звука от его источника до нашего сознания. Но этот путь не единственный. Звуковые колебания могут передаваться костями черепа.

Не все люди одинаково чувствительны к звукам разной частоты. Дети без напряжения могут воспринимать звуки частотой до 22000Гц. У стариков чувствительность ограничена . 10 – 12 тысяч.

 Приложение № 6.

Неслышимые звуки.

Мир звуков, которые слышит наше ухо, занимает область от 18 до 20000 Гц. Колебания, лежащие за этими границами нам не слышны, но природа этих колебаний тождественна со слышимыми звуками, их относят к категории звуков. Эти колебания могут восприниматься животными и насекомыми. Колебания с частотами ниже 16 Гц – инфразвуки, а колебания с частотой выше 20000 Гц – ультразвуки. Область слышимых звуков не имеет четких границ. Мы можем слышать инфразвуки, лежащие близко к нижней границе звука. Дело в том, что инфразвуки, как правило, сопровождаются слышимыми призвуками( обертонами ). Родство таких инфразвуков со звуком ухо способно ощущать.

Нечетко очерчена и верхняя граница. Ультразвуки с частотой до 24000Гц могут восприниматься людьми с очень острым слухом. Выше этого предела ультразвуки слышат многие животные и насекомые( например, летучие мыши слышат ультразвуки с частотой до 70000 Гц).

Инфразвуковые колебания легко возникают в длинных трубах. Например, 10-метровая труба органа дает основной тон частотой около 16 Гц. Звук этой трубы подобен раскату грома. Инфразвуки возникают в печных и фабричных трубах при топке.

Один из интереснейших видов инфразвуков – это “голос моря”. При шторме на море ветер возбуждает вихри, периодически срывающиеся на гребнях волн. Получающиеся при этом колебания воздушной струи распространяются вдаль в форме инфразвука и могут быть обнаружены на расстоянии в сотни километров.

Явления, близкие к инфразвуку, представляют собой колебания, возникающие при выстрелах и взрывах.

Самым интересным свойство инфразвуков является их способность распространяться на очень далекие расстояния.

 Приложение № 7.

Ультразвук – помощник человека.

Еще большее применение, чем инфразвуки, находят ультразвуки.

Жидкость “вскипает” при прохождении ультразвуковой волны. При этом возникает гидравлический удар. Они могут отрывать кусочки от поверхности металла и производить дробление твердых тел. С помощью ультразвука можно смешать несмешивающиеся жидкости. Так готовятся эмульсии на масле.

При действии ультразвука происходит омыление жиров. На этом принципе устроены стиральные устройства.

Интересны биологические эффекты ультразвука. Ультразвуки ослабляют жизнедеятельность бактерий, уменьшают рост молочнокислых и туберкулезных бактерий.

Широко используется ультразвук в гидроакустике. Ультразвуки большой частоты поглощаются водой очень слабо и могут распространяться на десятки километров. Если они встречают на своем пути дно, айсберг или другое твердое тело, они отражаются и дают эхо большой мощности. На этом принципе устроен ультразвуковой эхолот.

В металле ультразвук распространяется практически без поглощения. Применяя метод ультразвуковой локации, можно обнаружить мельчайшие дефекты внутри детали большой толщины.

Дробящее действие ультразвука применяют для изготовления ультразвуковых паяльников.

Ультразвук применяют для улавливания мельчайших частичек сажи, в сернокислотной промышленности для осаждения тумана серной кислоты.

 Приложение № 8.

Резонанс.

Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении собственной частоты и частоты вынуждающей силы называется резонансом.

Резонанс возникает из-за того, что внешняя сила, действуя в такт со свободными колебаниями тела, все время совершает положительную работу. За счет этой работы энергия колеблющегося тела увеличивается и амплитуда колебаний возрастает.

Явление резонанса может играть как полезную, так и вредную роль.

На применении резонанса основано действие язычкового частотометра. Заметив, какая пластина вошла в резонанс, мы определим частоту системы. Маленький ребенок может раскачать язык большого колокола, если будет действовать на веревку в такт со свободными колебаниями языка.

С резонансом можно встретиться и тогда, когда это совсем нежелательно. Так, например, в 1750 году близ города Анжера во Франции через цепной мост длиной 102 м шел в ногу отряд солдат. Частота их шагов совпала с частотой свободных колебаний моста. Из-за этого размахи колебаний моста резко увеличились, и цепи оборвались. Мост обрушился в реку.

В 1830 году по той же причине обрушился подвесной мост около Манчестера в Англии, когда по нему маршировал военный отряд.

В 1906 году из-за резонанса разрушился и так называемый Егитпетский мост в Петербурге, по которому проходил кавалерийский эскадрон.

Теперь для предотвращения подобных случаев войсковым частям приказывают “сбить ногу” и идти не строевым, а вольным шагом.

Чтобы избежать резонанса при переезде поезда через мост, он проходит его либо на медленном ходу, либо на максимальной скорости ( чтобы частота ударов колес о стыки рельсов не оказалась равной собственной частоте моста).

С резонансом можно встретиться не только на суше, но и в море и даже в воздухе. Так, например, при некоторых частотах вращения гребного вала в резонанс входили целые корабли. А на заре развития авиации некоторые авиационные двигатели вызывали столь сильные резонансные колебания частей самолета, что он разваливался в воздухе.

 Приложение № 9

Сейсмические станции.

Наблюдения с помощью современных чувствительных приборов показывают, что земная кора почти непрерывно колеблется. Большую часть таких колебаний мы не замечаем, и они не производят заметных перемен на поверхности Земли. Но многие из них – катастрофические явления – надолго оставляют по себе память.

Это явление природы изучает наука сейсмология.

Ильные землетрясения принадлежат к числу наиболее грозных явлений природы. Для наблюдения за землетрясениями и изучения причин, вызывающих их, созданы специальные пункты – сейсмические станции. Такие стации имеются во многих городах.

В темном помещении, на особом основании, отделенном от фундамента и пола здания, стоит главная аппаратура – сейсмограф, маленький прожектор и барабан. В других комнатах размещены часы, электроприборы. Сейсмограф – это необыкновенно чуткое ухо. Он “ слышит” самые незначительные колебания и отдаленные колебания земной коры.

Изучая записи колебаний, можно судить, какова структура глубин Земли. Землетрясения возникают в результате передвижек земной коры .Они распространяются на большие расстояния. Но бывают землетрясения, вызванные вулканическими извержениями.

Для уменьшении катастрофических последствий землетрясений разработаны способы строительства сооружений, не разрушающихся от подземных толчков.

^  Приложение № 10.

Эхо.

Эхо – это звуковые волны, отраженные от какого – либо препятствия ( зданий, холмов, леса т.п.) и возвратившееся к своему источнику. Если до нас доходят звуковые волны, последовательно отразившиеся от нескольких препятствий и разделенные промежутком времени 50-60 мс, то возникает многократное эхо. Некоторые из таких эхо приобрели всемирную известность. Так, например, скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехии, в определенном месте повторяют 7 слогов, а в замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов.

Благодаря этому явлению и ультразвуку дельфины уверенно ориентируются в мутной воде. Посылая и принимая возвратившиеся назад ультразвуковые импульсы, они способны на расстоянии 20-30 м обнаружить даже маленькую дробинку, осторожно опущенную в воду. Этим же пользуются и летучие мыши. Они способны ориентироваться в полете даже в полной темноте.

Используется явление эхо и на кораблях и на подводных лодках. Посылая короткие импульсы ультразвука, можно уловить их отражения от дна или каких – либо предметов. По времени запаздывания отраженного сигнала можно судить о расстоянии до препятствия.

www.ronl.ru

Реферат: Звуковые волны

Содержание

Введение

Глава 1. Природа звука и ультразвуковой волны

Глава 2. Основные характеристики звуковых волн

2.1. Скорость звука

2.2. Распространение звуковых волн

2.3.                     Интенсивность звука

2.4.                     Объективные характеристики звука

2.5.                     Субъективные характеристики звука

Глава 3. Эффект Доплера

Глава 4. Ультразвук

Глава 5. Инфразвук

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Мы живем в мире информации, и главная ее часть проходит через глаза и слух человека. Согласно исследованиям физиологов визуальная информация занимает первое место, но и слуховая не менее важна.

Мы живем в мире звуков, это и музыка и шумы разной природы, и речь, и музыка. Поэтому надо знать природу звука, уравнения и законы, которые описывают его распространения и поглощения в различных средах. Это необходимо знать людям различных профессий: музыкантам и строителям, звукорежиссерам и архитекторам, биологам и геологам, сейсмологам, военным. Все они имеют дело с различными сторонами практического распространения звука в разных средах. Распространение звука в помещениях, „ звучание ” помещений важно для строителей, музыкантов. За звуковыми сигналами сейчас исследуют пути миграций перелетных птиц биологи, находят косяки рыб в океане рыбаки. Геологи с помощью ультразвука исследуют земную кору в поисках новых месторождений полезных ископаемых. Сейсмологи, изучая распространение звуков в земле, учатся предсказывать землетрясения и цунами. Для военных большое значение имеет профиль корпусов военных кораблей и подводных лодок, ведь это влияет на скорость движения корабля и на издаваемый им шум, который для подводных лодок должен быть минимальным, всем этим и обусловлена актуальность моей работы. Развитие физики и математики сделало возможным рассчитать все это. Поэтому звуковые явления были выделены в отдельную науку, которая получила название акустики.

Целью моей работы является рассмотрение основных законов и правил распространения звука в различных средах, виды звуковых колебаний и их применение в науке и технике.

Глава 1. Природа звука, уравнение звуковой волны

Сначала рассмотрим природу звуковых колебаний. Как известно из физики источником любых колебаний: звуковых, электромагнитных есть волна.

Упругие волны, которые распространяются в сплошных средах, называют звуковыми. К звуковым волнам принадлежат волны, частоты которых лежит в пределах восприятия органами слуха. Человек воспринимает звуки тогда, когда на его органы слуха действуют волны с частотами от 16 до 20 000 Гц. Упругие волны, частота которых меньше 16 Гц, называют инфразвуковыми, а волны, частота которых лежит в интервале от 2 × 104 до 1 × 109 Гц – ультразвуковыми.

Раздел физики, в котором изучаются звуковые волны (их возбуждение, распространение, восприятие и взаимодействие их с препятствиями и веществом среды ) называют акустикой.

Любой колебательный процесс описывается уравнением. Выведено оно и для звуковых колебаний:

.

Развитие техники позволило проводить и визуальное наблюдение звука. Для этого используют специальные датчики и микрофоны и наблюдают звуковые колебания на экране осциллографа.

Глава 2. Основные характеристики звуковых волн.

2.1. Скорость звука.

К основным характеристикам звуковых волн относят скорость звука, его интенсивность – это объективные характеристики звуковых волн, высоту тона, громкость относят к субъективным характеристикам. Субъективные характеристики зависят в большой мере от восприятия звука конкретным человеком, а не от физических характеристик звука.

Измерение скорости звука в твердых телах, жидкостях и газах указывают на то, что скорость не зависит от частоты колебаний или длины звуковой волны, т.е. для звуковых волн не характерна дисперсия. В твердых телах могут распространяться продольные и поперечные волны, скорость распространения которых находят с помощью формул:

, ,

где Е – модуль Юнга, G – модуль сдвига в твердых телах. В твердых телах скорость распространения продольных волн почти в два раза больше чем скорость распространения поперечных волн.

В жидкостях и газах могут распространяться лишь продольные волны. Скорость звука в воде находят за формулой:

,

где K- модуль объемного сжатия вещества.

В жидкостях при возрастании температуры скорость звука возрастает, что связано с уменьшением коэффициента объемного сжатия жидкости.

Для газов выведена формула, которая связывает их давление с плотностью:

 ( 1.1 ),

впервые эту формулу для нахождения скорости звука в газах использовал И. Ньютон. Из формулы ( 1.1) видно, что скорость распространения звука в газах не зависит от температуры, она также не зависит от давления, поскольку при возрастании давления возрастает и плотность газа. Формуле ( 1.1 ) можно придать и более рациональный вид: на основе уравнения Менделеева – Клапейрона

,

тогда скорость звука будет равна:

( 1.2 ).

 Формула ( 1.2 ) носит название формулы Ньютона. Рассчитанная с ее помощью скорость звука в воздухе составляет при 273К 280 м/с. Реальная же экспериментальная скорость составляет 330 м/с. Этот результат значительно отличается от теоретического и причину этого установил Лаплас. Он показал, что распространение звука в воздухе происходит адиабатно. Звуковые волны в газах распространяются так быстро, что, что созданные локальные изменения объема и давления в газовой среде происходят без теплообмена с окружающей средой. Лаплас вывел уравнение для нахождения скорости звука в газах:

 ( 1.3 )

.Формула ( 1.3 ) получила название формулы Лапласа.

2.2. Распространениезвуковых волн.

В процессе распространения звуковых волн в среде происходит их затухание. Амплитуда колебаний частиц среды постепенно уменьшается при возрастании расстояния от источника звука. Одной из основных причин затухания волн есть действие сил внутреннего трения на частицы среды. На преодоление этих сил непрерывно используется механическая энергия колебательного движения, что переносится волной. Эта энергия превращается в энергию хаотического теплового движения молекул и атомов среды. Поскольку энергия волны пропорциональна квадрату амплитуды колебаний, то прираспространении волн от источника звука вместе с уменьшением запаса энергии колебательного движения уменьшается и амплитуда колебаний.

На распространение звуков в атмосфере влияет много факторов: температура на разных высотам, потоки воздуха. Эхо – это отраженный от поверхности звук. Звуковые волны могут отражаться от твердых поверхностей, от слоев воздуха в которых температура отличается от температуры соседних слоев.

2.3. Интенсивность звука

Для сравнения интенсивности L звука или звукового давления используют уровень интенсивности. Уровнем интенсивности называют умноженный на 10 логарифм отношений двух интенсивностей звука. ВеличинаL измеряется в децибелах. Для указания абсолютного уровня интенсивности вводят стандартный порог слышимости І0 человеческого уха на частоте 1000 Гц, по отношению к которому указывается интенсивность. Порог слышимости равен: В таблице 1 представлены интенсивности различных природных и техногенных звуков и их интенсивности.

Таблица 1.

2.4.         Объективные характеристики звука.

Любое тело, которое находится в упругой среде и колеблеться со звуковой частотой, является источником звука. Источника звука можно поделить на две группы: источники, которые работают на собственной частоте, и источники, которые работают на вынужденных частотах. К первой группе принадлежат источники, звуки в которых создаются колебаниями струн, камертонов, воздушных столбов в трубах. Ко второй группе источников звука принадлежат телефоны. Способность тел излучать звук зависит от размера их поверхности. Чем большая площадь поверхности тела, тем лучше оно излучает звук. Так, натянутая между двумя точками струна или камертон создают звук довольно малой интенсивности. Для усиления интенсивности звука струн и камертонов их объединяют с резонаторными ящиками, которым присущий ряд резонансных частот. Звучание струнных и духовых музыкальных инструментов основано на образовании стоящих волн в струнах и воздушных столбах.

Интенсивность звука, который создается источником, зависит не только от его характеристик, а и от помещения, в котором находится этот источник. После прекращения действия источника звука рассеянный звук не исчезает внезапно. Это объясняется отбиванием звуковых волн от стен помещения. Время, на протяжении которого после прекращения действия источника звук полностью исчезает, называют временами реверберации. Условно считают, что время реверберации равняется промежутку времени, на протяжении которого интенсивность звука уменьшится в миллион раз.

Время реверберации – это важная характеристика акустических свойств концертных залов, кинозалов, аудиторий и др. При большом времени реверберации музыка звучат довольно громко, но невыразительно. При малом времени реверберации музыка звучат слабо и глухо. Поэтому в каждом конкретном случае добиваются наиболее оптимальных акустических характеристик помещений.

2.5.         Субъективные характеристики звука.

Человек ощущает звуки, которые лежат в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Чувствительность органов слуха человека до разных частот неодинаковая. Для того, чтобы человек реагировал на звук, необходимо, чтобы его интенсивность была не меньше минимальной величины, которая носит название порога слышимости. Порог слышимости для разных частот неодинаковый. Людское ухо имеет наибольшую чувствительность к колебаниям частотой от 1 до 3 кГц. Порог слышимости для этих частот составляет около  Дж/м2с. При значительном возрастании интенсивности звука ухо перестает воспринимать колебания как звук. Такие колебания вызывают ощущение боли. Наибольшую интенсивность звука, при которой человек воспринимает колебания как звук, называют порогом болевого ощущения. Порог болевых ощущений при указанных частотах отвечает интенсивности звука 1 Дж/м2с.

Звук как физическое явление характеризируют частотой, интенсивностью или звуковым давлением, набором частот. Это объективные характеристики звука. Органы слуха человека воспринимают звукза громкостью, высотой тона, тембром. Эти характеристики имеют субъективный характер.

Диаграмма на которой представлены области частот и интенсивности,воспринимаемые человеческим ухом, называют диаграммой слуха.

Физическому понятию интенсивности звука отвечает громкость звука. Субъективную громкость звука нельзя точно количественно измерить.

Высота звука определяется его частотой, чем больше частота, тем большим будет высота звука. Органы слуха человека довольно точно ощущают изменение частоты. В области частот 2 кГц может воспринимать два тона, частота которых отличается на 3 – 6 Гц.

Тембр звука определяется его спектральных составом. Тембр – это оттенок сложного звука, которым отличаются два звука одинаковой силы и высоты.

Глава 3. Эффект Доплера для звука

Скорость распространения звуковых волн в среде не зависит от движения источника и приемника звука. Опыт показывает, что когда источник и приемник звука, неподвижны относительно среды, в которой распространяются звуковые волны, то частота звука, которую генерирует источник, равняется частоте, которую регистрирует приемник. Совсем другая картина, когда источник звука и приемник находятся в движении относительно среды в которой распространяется звук. При этом частота звука, которую регистрирует приемник, отличается от частоты звука, которую генерирует источник. Изменение частоты звука, который воспринимается при относительном движении источника и приемника звука, называется эффектом или явлением Доплера. Примером эффекта Доплера будет изменение частоты гудка тепловоза во время движения и в состоянии покоя.

Рассмотрим сначала случай, когда источник звука неподвижен относительно среды, в которой распространяются звуковые волны. Если частота колебаний звука υ0 и скорость его распространения в среде V, то длина звуковой волны

 .

При движении приемника со скоростью  к источнику вдоль линии, которая их соединяет, скорость распространения звука относительно приемника будет равняться V +. Поскольку длина звуковой волны при этом не изменяется, то за единицу времени к подвижному приемнику придет большее количество волн, чем к недвижимому. Частота колебаний, которую регистрирует подвижный приемник, будет равна:

.

Отсюда вытекает, что приемник, который двигается к источнику звука, регистрирует большую частоту, чем частота колебаний источника звука. Если приемник звука отдаляется от покоящегося источника звука со скоростью , то скорость звуковых волн относительно приемника будет V - . Приемник звука будет регистрировать при этом меньшую частоту, чемта, которую генерирует источник звука, а именно:

Если источник и приемник звука будут двигаться одновременно, то длинна волны и скорость их распространения относительно приемника звука будут меняться. При этом частота, которую регистрирует приемник будет:

 ( 5.1 ).

Знак плюс в числителе выражения отвечает случаю, когда приемник приближается к источнику звука, знак минус – когда отдаляется. В знаменателе знаки стоят наоборот, т.е. знак минус указывает на приближение источника к приемнику звука, а знак плюс – на отдаление его от источника звука.

Если приемник или источник звука двигаются не вдоль прямой, которая соединяет их, то эффект Доплера определяется проекциями скоростей движения на направление этой прямой. Заметим, что все скорости, которые входят в формулу ( 5.1 ), определяются относительно той среды, в которой распространяется звук. Эффект Доплера наблюдается и для электромагнитных волн.

Глава 4. Ультразвук

Как уже отмечалось, упругие волны, частоты которых лежат в интервале от 2×104 до 109 Гц, называют ультразвуком. Весь диапазон частот ультра звуковых волн условно разделяют на три поддиапазона: ультразвуковые волны низких (2 × 104-105 Гц), средних (105 - 107 Гц) и высоких частот (107 -109 Гц).

За физической природой ультразвуковые волны такие, как и звуковые волны любой длинны. Тем не менее, вследствие более высоких частот ультразвук имеет ряд специфических особенностей при его распространении. В связи с тем, что длины ультразвуковых волн довольно малые, характер их распространения определяется в первую очередь молекулярными свойствами вещества. Характерная особенность распространения ультразвука в многоатомных газах и в жидкостях - это существование интервалов длин волн, в пределах которых проявляется зависимость фазовой скорости распространения волн от их частоты, т.е. имеет место дисперсия звука. В этих интервалах длинны волн также происходит значительное поглощение ультразвука. Поэтому при распространении его в воздухе происходит более значительное его затухание, чем звуковых волн. В жидкостях и твердых телах (особенно монокристалах) затухание ультразвука значительно меньше. Поэтому область применения ультразвука средних и высоких частот лежит в основном в жидких и твердых средах, а в воздухе и в газах применяют только ультразвук низких частот.

Еще одна особенность ультразвука – это возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, поскольку при определенной амплитуде плотность потока энергии пропорциональная квадрату частоты.

До важных явлений, которые возникают в жидкостях при прохождении ультразвука, принадлежит кавитация. Это получение кратковременных импульсов давления при схлопывании пузырьков воздуха.

 Для получения ультра звуковых волн используют механические и электромеханические приборы. К механическим можно отнести воздушные и жидкостные сирены и свистки. Многие вещества могут генерировать ультразвук при помещении их в высокочастотное электрическое поле, к таким веществам относят кварц, сегнетовую соль, титанат бария.

Ультразвук используют во многих областях знаний, науке и технике.Его используют для изучения свойств и строения вещества. С его помощью получают информацию о строении морского дна, его глубине, находят косяки рыб в океане. Ультра звуковые волны могут проникать через металлические изделия толщиной около 10 метров. Это их свойство положено в основу принципа работы ультра звукового дефектоскопа, который помогает находить дефекты и трещиныв твердых телах. В медицине это свойство ультразвука положено в основу работы приборов ультразвуковой диагностики, которые позволяют визуализировать внутренние органы, диагностировать болезни на ранних стадиях.

Действие ультразвуковых колебаний непосредственно на расплавы дает возможность получить более однородную структуру металлов. Ультразвуковая кавитация применяется для очищения от грязи поверхностей деталей (часовое производство, приборостроение, электронная техника и др.). На основе кавитации осуществляется металлизация тел и пайка, дегазация жидкостей. Кавитационные ударные волны могут диспергировать твердые тела и жидкости, образовывая эмульсии и суспензии.

Глава 5. Инфразвук

Инфразвуки – это упругие колебания, аналогичные звуковым колебанием, но с частотами ниже 20 Гц. Инфразвуки на первый взгляд занимают небольшой диапазон частот от 20 до 0 Гц. На самом деле этот участок чрезвычайно большой, поскольку «к нулю» означает практически бесконечный диапазон колебаний. Этот диапазон менее изучен сравнительно со звуковым и ультразвуковым диапазонами.

Инфразвуковые волны возникают вследствие обдувания ветром зданий, деревьев, телеграфных столбов, металлических ферм; во время движения человека, животные, транспорта; при работе разных механизмов; при грозовых разрядах, взрывах бомб, выстрелах пушек. В земной коре наблюдаются колебание и вибрации инфразвуковых частот вследствие обвалов, движения разных видов транспорта, вулканических извержений и т.п. Другими словами, мы живем в мире инфразвуков, не подозревая об этом. Такие звуки человек скорее ощущает, чем чует. Зарегистрировать инфразвуки можно только особыми приборами. Характерной особенностью инфразвука есть незначительное его поглощения в разных средах. Вследствие этого инфразвуковые волны в воздухе, воде и земной коре могут распространяться на довольно большие расстояния (десятки тысяч километров). В связи с этим инфразвук образно называют «акустическим нейтрино». Так, инфразвуковые волны (частота колебаний 0,1 Гц), что образовались при извержении вулкана Кракатау (Индонезия) в 1883 г., несколько раз обошли вокруг земного шара. Они вызвали такие флюктуации давления, которые можно было зарегистрировать обычными барометрами.

Некоторые инфразвуки человек воспринимает, но не органами слуха, а организмом в целом. Дело в том, что некоторые внутренние органы человека имеют собственную резонансную частоту колебаний 6 – 8 Гц. При действии инфразвука этой частоты возможное возникновение резонанса колебаний этих органов, который вызывает неприятные ощущения.

Исследованиями ученых разные страны установлены, что инфразвук любых частот и интенсивностипредставляет собой реальную угрозу для здоровья человека. Полученные результаты дают возможность сделать вывод, что инфразвук приводит к потере чувствительности органов равновесия тела, которое в свою очередь приводит к появлению боли в ушах, позвоночнике и повреждений мозга. Еще более пагубно влияет инфразвук на психику человека.

Свойство ультразвуковых колебаний распространяться на большие расстояния в земной коре лежит в основе сейсмологии – науки, которая изучает землетрясения и исследует внутреннее строение Земли. Кроме океанологии и сейсмологии, инфразвук применяют в работе некоторых приборов и механизмов для разных практических целей. С помощью таких приборов стараются предусмотреть землетрясения, приближение цунами.

Заключение

Человек живет в океане звука, он обменивается информацией с помощью звука, воспринимает ее от окружающих его людей. Поэтому знать основные характеристики звука, его подвиды и их использование просто необходимо. Использование звуковых и ультра звуковых волн находит все большее применение в жизни человека. Их используют в медицине и технике, на их использовании основаны многие приборы, особенно для исследования морей и океанов. Где из – за сильного поглощения радиоволн звуковые и ультра звуковые колебания есть единственным способ передачи информации.

Как было сказано выше человек живет в океане звука и нам также не нужно забывать и о чистоте этого океана. Сильные шумы опасны для здоровья человека и могут привести к сильным головным болям, расстройству координации движения. Поэтому нужно с уважением относится к столь сложному и интересному явлению, каким есть звук.

Список использованной литературы.

1.     Дущенко В. П., Кучерук И. М. Общая физика. – К.: Высшая школа, 1995. – 430 с.

2.     Исакович М. А.Общая акустика. – М.: Наука, 1973. – 495 с.

3.     Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики. В 3 т. – М.: Наука, 1995. – 343 с.

4.     Клюкин И. И. Удивительный мир звука. – Л.: Судостроение, 1978. – 166 с.

5.     Кухлинг Х. Справочник по физике: Пер. с нем. – М.: Мир, 1983. – 520 с.

6.     Лепендин Л. Ф. Акустика. – М.: Высшая школа, 1978. – 448 с.

7.     Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. – М.: Наука, 1982. – 846 с.

8.     Шебалин О. Д. Физические основы механики и акустики. – М.: Высшая школа, 1981. – 263 с.

www.referatmix.ru

Смотрите также

• 
  Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена реферат
• 
  Использование ядерной энергии в мирных целях реферат
• 
  Изучение мозга человека сознание и бессознательное реферат
• 
  Зож как биологическая и социальная проблема реферат
• 
  Значение постановки целей в личной карьере реферат
• 
  Единоначалие и субординация вооруженных сил рф реферат
• 
  Движение это жизнь реферат по физической культуре
• 
  Диабетическая стопа симптомы и лечение фото реферат
• 
  Джон мейнард кейнс вклад в экономику реферат
• 
  Героические образы в музыке русских композиторов реферат
• 
  Государственная дума россии история и современность реферат