Почему слухачами которые в древние времена следили за земляными работами

Для распространения звука необходима упругая среда. В вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как там нечему колебаться В этом можно убедиться на простом опыте. Если поместить под стеклянный колокол электрический звонок, то по мере выкачивания из-под колокола воздуха мы обнаружим, что звук от звонка будет становиться все слабее и слабее, пока не прекратится совсем.

Звук в газах. Известно, что во время грозы мы сначала видим вспышку молнии и лишь через некоторое время слышим раскаты грома (рис. 52). Это запаздывание возникает из-за того, что скорость звука в воздухе значительно меньше скорости света, идущего от молнии.

Скорость звука в воздухе впервые была измерена в 1636 г. французским ученым М. Мерсенном. При температуре 20 °С она равна 343 м/с, т. е. 1235 км/ч. Заметим, что именно до такого значения уменьшается на расстоянии 800 м скорость пули, вылетевшей из пулемета Калашникова (ПК). Начальная скорость пули 825 м/с, что значительно превышает скорость звука в воздухе. Поэтому человек, услышавший звук выстрела или свист пули, может не беспокоиться: эта пуля его уже миновала. Пуля обгоняет звук выстрела и достигает своей жертвы до того, как приходит этот звук.

Скорость звука зависит от температуры среды: с увеличением температуры воздуха она возрастает, а с уменьшением — убывает. При 0 °С скорость звука в воздухе составляет 331 м/с.
В разных газах звук распространяется с разной скоростью. Чем больше масса молекул газа, тем меньше скорость звука в нем. Так, при температуре 0 °С скорость звука в водороде 1284 м/с, в гелии — 965 м/с, а в кислороде — 316 м/с.

Звук в жидкостях. Скорость звука в жидкостях, как правило, больше скорости звука в газах. Скорость звука в воде впервые была измерена в 1826 г. Ж. Колладоном и Я. Штурмом. Свои опыты они проводили на Женевском озере в Швейцарии (рис. 53). На одной лодке поджигали порох и одновременно ударяли в колокол, опущенный в воду. Звук этого колокола с помощью специального рупора, также опущенного в воду, улавливался на другой лодке, которая находилась на расстоянии 14 км от первой. По интервалу времени между вспышкой света и приходом звукового сигнала определили скорость звука в воде. При температуре 8 °С она оказалась равной примерно 1440 м/с.

На границе между двумя разными средами часть звуковой волны отражается, а часть проходит дальше. При переходе звука из воздуха в воду 99,9 % звуковой энергии отражается назад, однако давление в прошедшей в воду звуковой волне оказывается почти в 2 раза больше. Слуховой аппарат рыб реагирует именно на это. Поэтому, например, крики и шумы над поверхностью воды являются верным способом распугать морских обитателей. Человека же, оказавшегося под водой, эти крики не оглушат: при погружении в воду в его ушах останутся воздушные «пробки», которые и спасут его от звуковой перегрузки.

При переходе звука из воды в воздух снова отражается 99,9 % энергии. Но если при переходе из воздуха в воду звуковое давление увеличивалось, то теперь оно, наоборот, резко уменьшается. Именно по этой причине, например, не доходит до человека в воздухе звук, возникающий под водой при ударе одним камнем о другой.

Такое поведение звука на границе между водой и воздухом дало основание нашим предкам считать подводный мир «миром молчания». Отсюда же и выражение: «Нем как рыба». Однако еще Леонардо да Винчи предлагал слушать подводные звуки, приложив ухо к веслу, опущенному в воду. Воспользовавшись таким способом, можно убедиться, что рыбы на самом деле довольно болтливы.

Звук в твердых телах. Скорость звука в твердых телах больше, чем в жидкостях и газах. Если вы приложите ухо к рельсу, то после удара по другому концу рельса вы услышите два звука. Один из них достигнет вашего уха по рельсу, другой — по воздуху.

Хорошей проводимостью звука обладает земля. Поэтому в старые времена при осаде в крепостных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому землей, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет Прикладывая ухо к земле, также следили за приближением вражеской конницы.

Твердые тела хорошо проводят звук. Благодаря этому люди, потерявшие слух, иной раз способны танцевать под музыку, которая доходит до их слуховых нервов не через воздух и наружное ухо, а через пол и кости.

1. Почему во время грозы мы сначала видим молнию и лишь потом слышим гром? 2. От чего зависит скорость звука в газах? 3. Почему человек, стоящий на берегу реки, не слышит звуков, возникающих под водой? 4. Почему «слухачами», которые в древние времена следили за земляными работами противника, часто были слепые люди?

Экспериментальное задание. Положив на один конец доски (или длинной деревянной линейки) наручные часы, приложите ухо к другому ее концу. Что вы слышите? Объясните явление.

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 8 класс>>Физика: Звук в различных средах

Для распространения звука необходима упругая среда. В вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как там нечему колебаться. В этом можно убедиться на простом опыте. Если поместить под стеклянный колокол электрический звонок, то по мере выкачивания из-под колокола воздуха мы обнаружим, что звук от звонка будет становиться все слабее и слабее, пока не прекратится совсем.

Звук в газах. Известно, что во время грозы мы сначала видим вспышку молнии и лишь через некоторое время слышим раскаты грома (рис. 52). Это запаздывание возникает из-за того, что скорость звука в воздухе значительно меньше скорости света, идущего от молнии.

Скорость звука в воздухе впервые была измерена в 1636 г. французским ученым М. Мерсенном. При температуре 20 °С она равна 343 м/с, т.е. 1235 км/ч. Заметим, что именно до такого значения уменьшается на расстоянии 800 м скорость пули, вылетевшей из пулемета Калашникова (ПК). Начальная скорость пули 825 м/с, что значительно превышает скорость звука в воздухе. Поэтому человек, услышавший звук выстрела или свист пули, может не беспокоиться: эта пуля его уже миновала. Пуля обгоняет звук выстрела и достигает своей жертвы до того, как приходит этот звук.

Скорость звука зависит от температуры среды: с увеличением температуры воздуха она возрастает, а с уменьшением — убывает. При 0 °С скорость звука в воздухе составляет 331 м/с.

В разных газах звук распространяется с разной скоростью. Чем больше масса молекул газа, тем меньше скорость звука в нем. Так, при температуре 0 °С скорость звука в водороде 1284 м/с, в гелии — 965 м/с, а в кислороде — 316 м/с.

Звук в жидкостях. Скорость звука в жидкостях, как правило, больше скорости звука в газах. Скорость звука в воде впервые была измерена в 1826 г. Ж- Колладоном и Я. Штурмом. Свои опыты они проводили на Женевском озере в Швейцарии (рис. 53). На одной лодке поджигали порох и одновременно ударяли в колокол, опущенный в воду. Звук этого колокола с помощью специального рупора, также опущенного в воду, улавливался на другой лодке, которая находилась на расстоянии 14 км от первой. По интервалу времени между вспышкой света и приходом звукового сигнала определили скорость звука в воде. При температуре 8 °С она оказалась равной примерно 1440 м/с.

На границе между двумя разными средами часть звуковой волны отражается, а часть проходит дальше. При переходе звука из воздуха в воду 99,9 % звуковой энергии отражается назад, однако давление в прошедшей в воду звуковой волне оказывается почти в 2 раза больше. Слуховой аппарат рыб реагирует именно на это. Поэтому, например, крики и шумы над поверхностью воды являются верным способом распугать морских обитателей. Человека же, оказавшегося под водой, эти крики не оглушат: при погружении в воду в его ушах останутся воздушные «пробки», которые и спасут его от звуковой перегрузки.

При переходе звука из воды в воздух снова отражается 99,9 % энергии. Но если при переходе из воздуха в воду звуковое давление увеличивалось, то теперь оно, наоборот, резко уменьшается. Именно по этой причине, например, не доходит до человека в воздухе звук, возникающий под водой при ударе одним камнем о другой.

Такое поведение звука на границе между водой и воздухом дало основание нашим предкам считать подводный мир «миром молчания». Отсюда же и выражение: «Нем как рыба». Однако еще Леонардо да Винчи предлагал слушать подводные звуки, приложив ухо к веслу, опущенному в воду. Воспользовавшись таким способом, можно убедиться, что рыбы на самом деле довольно болтливы.

Звук в твердых телах. Скорость звука в твердых телах больше, чем в жидкостях и газах. Если вы приложите ухо к рельсу, то после удара по другому концу рельса вы услышите два звука. Один из них достигнет вашего уха по рельсу, другой — по воздуху.

Хорошей проводимостью звука обладает земля. Поэтому в старые времена при осаде в крепостных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому землей, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет. Прикладывая ухо к земле, также следили за приближением вражеской конницы.

Отослано читателями из интернет-сайтов

_{Планирование физики, планы конспектов уроков физики, школьная программа, учебники и книги по физике 8 класс, курсы и задание по физике для 8 класса}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Авторські права | Privacy Policy |FAQ | Партнери | Контакти | Кейс-уроки

©  Автор системы образования 7W и Гипермаркета Знаний — Владимир Спиваковский

При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов —
гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других «взрослых» тем.

Разработка — Гипермаркет знаний 2008-

Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email:

Тема: Распространение звука в различных средах. Скорость звука.

Цели уроки: рассмотреть особенности движения звуковых волн в различных средах. Научить вычислять скорость звука.

Демонстрации: источник звука под воздушным колоколом.

Ход урока

Проверка домашнего задания, повторение

• Каким общим свойством обладают все источники звука?

• Механические колебания каких частот называются звуковыми и почему?

• Какие колебания называются ультразвуковыми, инфразвуковыми?

• Что изучает акустика?

• Что такое звуковая волна?

• Как показать, что звуковая волна продольная?

• Определить, кто чаще взмахивает в полете крылышками: шмель

• или комар.

• Приведите примеры искусственных источников звука.

План изложения нового материала:

1. Демонстрация опыта с будильником под воздушным колоколом.

2. Распространение звуковых волн в газах.

3. Распространение звука в жидкостях.

4. Распространение звуковых волн в твердых телах.

Изучение нового материала

Демонстрация опыта с будильником под воздушным колоколом

Говоря о звуковых волнах, необходимо подчеркнуть, что эти волны являются механическими, и поэтому они могут возникать н перемещаться лишь в упругих средах.

Эксперимент

Затем учитель может продемонстрировать очень наглядный опыт: поместить настроенный на отрезок времени t будильник или звонок под ку­пол воздушного колокола.

Если в лаборатории есть хороший насос, то, одновременно включив звонок и двигатель насоса, можно наблюдать, как ослабевает трель звонка.

В стеклянный колокол помещают электрический звонок и выкачивают воздух. Звук становится все слабее и слабее и, наконец, прекращается.

Почему так происходит?

(Для распространения звука необходима упру­гая среда. В вакууме звуковые волны распространяться не могут.)

Опыт блестяще показывает, что в вакууме звуковые волны не возникают и не распространяются.

Вывод: наличие среды — необходимое условие распространения звука.

Распространение звуковых волн в газах

Наименее плотной средой является газ. Поэтому скорость звуковых волн в нем небольшая. Причем волны в газе затухают достаточно быстро. При нормальных условиях, например, скорость звука в воздухе равна: = 343 м/с.

В воздухе скорость звука впервые была измерена в 1636 г. французом М. Марсенном. При температуре 20°С она составила 343 м/с. Для примера, начальная скорость пули из пулемета Калашникова 825 м/с, что превышает скорость звука в воздухе. Пуля обгоняет звук выстрела и достигает своей жер­твы до того, как приходит звук.

Конечно, скорость звука в зависимости от сорта газа может заметно ме­няться.

Скорость звука зависит от температуры среды: с увеличением температу­ры воздуха она возрастает. Конечно, в рамках небольшого изменения температуры ско­рость меняется незначительно. Например, для воздуха при t = 20°С ско­рость звука равна 343 м/с, а при t = 0°С она равна 331 м/с.

На качественном уровне этот факт можно объяснить тем, что при низ­ких температурах скорость молекул газа меньше и процесс переноса коле­бательного процесса молекул также уменьшается.

В разных газах скорость звука различна: чем боль­ше масса молекул газа, тем меньше скорость в нем (в водороде — 1284 м/с, а в кислороде — 316 м/с).

Распространение звука в жидкостях.

Говоря о скорости звука в жидкости, следует отметить, что в ней ско­рость звука больше, чем в газе, т. к. жидкость является более упругой и плотной средой, и взаимодействие смежных слоев молекул в жидкости происходит быстрее, чем в газе.

В жидкостях скорость звука, как правило, больше скорости звука в газах.

1826 г. Ж. Каллад и Я. Штурм впервые измерили скорость звука в воде на Женевском озере в Швейцарии. При температуре 8°С она оказалась равна 1440 м/с.

Особенностью движения звуковых волн в жидкости является то, что при переходе волны из воздуха в воду из- за отражения на границе «воздух-вода» в воду попадает лишь малая часть энергии исходной волны. Почти 99% энергии волны отражается.

Когда волна идет из воды в воздух, опять около 99% энергии волны от­ражается в воду. Следовательно, очень редко звуковые волны, созданные под водой, регистрируются на берегу. Для регистрации звуковых волн под водой регистрирующие приборы необходимо опустить на определенную глубину, тогда можно услышать множество звуков, которые издают живые организмы подводного мира.

Распространение звуковых волн в твердых телах

Самая большая скорость звуковых волн, естественно, в твердых те­лах. Это объясняется особенностью строения твердых тел.

Так как звуковая волна является продольной, то она не гаснет, переходя из твердого тела в газ или жидкость, поэтому при подземных взрывах, зем­летрясениях всегда слышен гул.

Если приложить ухо к рельсу, то после удара по другому концу рельса можно услышать два звука. Один из них достиг уха по рельсу, другой по воздуху.

Так как твердые тела: хорошо проводят звуковые волны, на этом прин­ципе основано обучение глухих людей игре на музыкальных инструментах и танцам. Вибрация пола, корпуса музыкального инструмента позволяет глухим людям распознавать музыкальные такты и даже ноты. Благодаря этому люди, потерявшие слух, иной раз способны танцевать под музыку, которая доходит до их слухо­вых нервов не через воздух и наружное ухо, а через пол и кости.

Скорость звука в твердых телах больше, чем в жидкостях и газах. Хорошо проводит звук земля, поэтому в старые времена при осаде в кре­постных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому зем­лей, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет.

Вопросы на закрепление

• Почему во время грозы сначала видим молнию и лишь потом слышим гром?

• От чего зависит скорость звука в газах?

• Почему человек, стоящий на берегу реки, не слышит звуков, возникаю­щих под водой?

• Почему «слухачами», которые в древние времена следили за земляны­ми работами противника, часто были слепые люди?

Домашнее задание: Выучить §37, 38; Упражнения 31, 32 (1, 2). Задачник № 904, 905.

Ответ:

Объяснение:

1. Это запаздывание возникает из-за того, что скорость звука в воздухе значительно меньше скорости света, идущего от молнии.

2. Скорость звука в газах в широких пределах зависит только от температуры и не зависит от давления газа.

3. Ответ: При переходе из воды в воздух звук отражается на 99% в воду.

4. Потому что как правило у человека, лишеного одного чувства ( зрения в данном случае) , хорошо выражено другое, в данном случае, слух.

5. Звуком называются упругие волны в среде, которые воспринимаются человеческим ухом.

6. Не всякое колеблющееся тело является источником звука.

7. Механические колебания, частота которых лежит в диапазоне от  16  до  20000  Гц, называются звуковыми.

8. Любое тело, колеблющееся со звуковой частотой, является источником звука. Существуют как естественные(завывания ветра, гроза и т.д.) так и искусственные (камертон, сирена, гитара, скрипка и т.д.) звука.

Разработка урока на тему «Распространение звукаСкорость звука»

Цели урока. Образовательная. Показать, что звук распространяется в твердых, жидких и газообразных телах. Научить вычислять скорость звука.

Развивающая. Развивать навыки индивидуальной работы, работы в группе и умения применять свои теоритические знания на практике.

Воспитательная. Воспитывать чувство ответственности, коллективизма, солидарности и уважительного отношения к товарищам. Продолжать формировать интерес учащихся к урокам физики.

Тип урока: изучение нового материалаОборудование: ноутбук, проектор, будильник, стеклянный колокол, металлическая ложка, бечевка, нитка, линейка, стакан, кнопка, лепкая лента, резинка, фольга, фонарь. Ход урока.

1. Организационный момент.
2. Проверка домашнего задания, повторение.

Письменный опрос. С индивидуальными заданиями работают 4 ученика.

Вариант 1. 1. Почему, изменяя натяжение струны, можно изменять высоту звука музыкального инструмента? (Натягивая струн, мы уменьшаем длину колеблющейся струны, таким образом увеличиваем частоту колебаний, т.е. меняем высоту звука.)2. Рабочая пчела, вылетевшая из улья, делает в среднем 180 взмахов в секунду. Когда же она возвращается в улье, количество взмахов возрастает до 280. Как это отражается на звуке? (Звук становится более высоким, т.к. увеличивается частота взмахов.)Вариант 2. 1. Почему сруны, предназначенные для создания низких звуков (басовые) оплетают спирально из проволоки? ( Струны становятся тяжелее и частота колебаний уменьшается.)2. Крупный дождь можно отличить от мелкого по более громкому звуку, возникающего при ударах капель о крышу. На чем основана такая возможность? (Крупные капли дождя, ударяясь о крышу, вызывают колебания большей амплитуды, а значит, большей громкости.)Вариант 3. 1. На скрипке имеются всего 4 струны. Однако с помощью этих немногих струн музыкант получает огромное количество весьма разнообразных звуков. Как это делается и что при этом происходит с точки зрения физики? (Зажимая струну, мы уменьшаем длину колеблющейся струны, таким образом увеличиваем частоту колебаний, т.е. меняем высоту звука.)2. Стук получается более громкий, если стучать не в стену, а в дверь с одинаковой силой. Почему это происходит? ( При одинаковой силе удара, у двери амплитуда колебаний будет больше, чем у стены, а значит, выше громкость звука.)Вариант 4. 1. Кто чаще взмахивает в полете крылышками: шмель или комар? ( Комар, т.к. звук, издаваемый комаром выше, чем звук, издаваемый шмелем.)2. На какую характеристику волны – частоту или длину волны – реагирует человеческое ухо? ( Частоту.)III. Фронтальный опрос.

– Что изучает акустика? ( Акустика – раздел механики, изучающий звуковые волны.)– Каким общим свойством обладают все источники звука? ( Колеблются )- Механические колебания каких частот называются звуковыми и почему? ( 20-20000Гц, т.к. колебания именно этих частот воспринимаются человеческим ухом.)- От чего зависит высота звука? ( От частоты колебания источника звука.)- Что такое тембр звука? ( Индивидуальная особенность сложной звуковой волны.)- Как изменится громкость звука, если уменьшить амплитуду колебания его источника? ( Уменьшается.)- От чего зависит громкость звука? (От амплитуды колебания источника звука.)- Как отражается на здоровье человека систематическое действие громких звуков? ( Звуки высокой громкости не просто надоедают и утомляют – они могут серьезно подорвать здоровье человека. Люди, работающие в шумных условиях страдают профессиональными заболеваниями органов слуха.)- Приведите примеры искусственных источников звука. ( Камертон)IV. Изучение нового материала.

1. Демонстрация опыта с будильником под воздушным колоколом. В стеклянный колокол помещают электрический звонок и выкачивают воздух. Звук становится все слабее и, наконец, прекращается.

– Почему так происходит?

(Для распространения звука необходима, упругая среда. В вакууме звуковые волны распространяться не могут.)

– В какой среде скорость звука меньше: в газах, жидкостях и твердых телах? (Наименьшая скорость звука будет в газах, т.к. газ – наименее плотная среда.)Из простейших наблюдений можно увидеть, что распространение звуковых волн происходит не мгновенно. Такие явления, как грозу, выстрел, взрыв, удар топором по дереву, мы вначале видим и только спустя некоторое время слышим сопровождающий их звук.Как и всякая волна, звуковая волна характеризуется скоростью распространения колебаний. Скорость распространения фазы волны в упругой среде жидкости или газа зависит от сжимаемости и плотности этой среды.

1. Распространение звуковых волн в газах. Наименее плотной средой является газ. Поэтому скорость звуковых волн в нем небольшая. Причем волны в газе затухают достаточно быстро.

В воздухе скорость звука впервые была измерена в 1636 году французом М. Марсенном. При температуре 20.

С она составила 343 м/с. Для примера, начальная скорость пули из пулемета Калашникова 825 м/с, что превышает скорость звука в воздухе. Пуля обгоняет звук выстрела и достигает своей жертвы до того, как приходит звук.

Скорость звука зависит от температуры среды: с увеличением температуры воздуха она возрастает. Конечно, в рамках небольшого изменения температуры скорость меняется незначительно. Например, для воздуха при t=20^оС скорость звука равна 334 м/с, а при t=0^оС она равна 331 м/с. На качественном уровне этот факт можно объяснить тем, что при низких температурах скорость молекул газ меньше и процесс переноса колебательного процесса молекул также уменьшается.

В разных газах скорость звука различна: чем больше масса молекул газа, тем меньше скорость звука ( в водороде – 1284 м/с, в кислороде – 316м/с).

1. Распространение звука в жидкостях. Скорость звука в жидкости больше, чем в газе, т.к. жидкость является более плотной средой, и взаимодействие смежных слоев молекул происходит быстрее, чем в газе.

Впервые скорость звука была измерена в воде на Женевском озере 1826 году. Она оказалась равной 1440 м/с. Следует иметь ввиду следующее обстоятельство: при переходе волны из-за отражения на границе «воздух-вода» в воду попадает лишь малая часть энергии исходной волны.

Почти 99% энергии волны отражается. Когда волна идет из воды в воздух, также около 99% энергии волны отражается в воду. Следовательно, очень редко звуковые волны, созданные под водой, регистрируются на берегу.

1. Распространение звуковых волн в твердых телах. Самая большая скорость звуковых волн в твердых телах. Это связано с особенностью строения твердых тел. Т.к. звуковая волна является продольной, то она не гаснет, переходя из твердого тела в газ или жидкость, поэтому при подземных взрывах, землетрясениях всегда слышен гул.

Благодаря тому, что твердые тела хорошо проводят звуковые волны, возможно обучение глухих людей игре на музыкальных инструментах и танцам. Вибрация пола, корпуса музыкального инструмента позволяет глухим людям распознавать музыкальные такты и даже ноты. Благодаря этому некоторые люди, потерявшие слух, бывают способны танцевать под музыку, которое доходит до их слуховых нервов не через воздух и наружное ухо, а через пол и кости.В давние времена в крепостных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому землей, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет.

V. Вопросы на закрепление. Почему во время грозы сначала видим молнию и лишь потом слышим гром? (Т.к. скорость света больше скорости звука.)От чего зависит скорость звука в газах? (От массы молекул газа и температуры газа.)Почему человек, стоящий на берегу реки, не слышит звуков, возникающих под водой? (Т.к. 99% энергии звуковой волны на границе «вода-воздух» отражается обратно.)Почему «слухачами», которые в древние времена следили за земляными работами противника, обычно были слепые люди? (Т.к. у людей, утративших способность видеть, обостряется чувствительность слухового аппарата.)VI. Практические задания. Ученики делятся на группы, получают задания. Выполняют их за 5 минут и сдают групповой отчет.

Проверим слух. Возьмите крепкую бечевку (60 см) и привяжите к ней в середине металлическую ложку. Концы бечевки пртвяжите к указательным пальцам. Убедитесь, что оба конца имеют одинаковую длину. Заткните уши пальцами. Наклонитесь вперед, чтобы ложка свободно повисла и столкнулась с краем стола. Что вы слышите? Чем данный звук отличается от первичного звука при ударе ложкой о стол? Какова причина такой разницы? Что будет, если один конец бечевки не будет натянут? Как это объяснить?

Меняем частоту звука. С помощью кнопки проткни в центре дна стаканчика отверстие. Пропусти через него нитку длиной примерно 60 сантиметров. К концу нитки, высунутому с внутренней стороны стаканчика, привяжи скрепку. Вытяни нитку с противоположной стороны стаканчика. С помощью липкой ленты прикрепи стаканчик к одному из концов линейки. Другую скрепку разогни так, чтобы получился крючок. Зацепи его за противоположный конец линейки и закрепи. Привяжи свободный конец линейки и закрепи. Привяжи свободный конец нитки к этому крючку так, чтобы она была натянута и ее можно было бы дернуть. Отрежь лишнюю часть нитки. Дерни «струну». Какой получился звук? Прижми нитку к линейке, чтобы она сильнее натянулась. Дерни ее еще раз. Как изменился звук? Прижми «струну» в другом месте линейки. Каким получился звук? Как зависит высота звука от места на линейке, где ты прижимаешь нитку? Почему ?

Пятнышко…звука. Вырежи из кальки квадрат с длиной стороны 10 сантиметров. Натяни его, накрой им один конец трубки и закрепи с помощью резинки. Приклей блестку или фольгу посередине кальки. Поднеси трубку открытым концом ко рту, другой рукой держи включенный фонарик так, чтобы он освещал блестку. Встань напротив стены так, чтобы видеть «солнечный зайчик», отбрасываемый освещенной блесткой. Скажи что-нибудь достаточно громко, продолжая смотреть на «зайчик». Что происходит с ним, когда ты произносишь звуки? Как объяснить это явление?

Презентация опытов. VII. Курьезы слуха .

Когда мы грызем твердый сухарь, то слышим оглушительный шум, между тем как наши соседи едят те же сухари без заметного шума. Как ухитряются они избегать этого грохота?

Вот еще один опыт: зажмите между зубами колечко карманных часов и плотно закройте уши пальцами: вы услышите тяжелые удары – так усилится тиканье часов. VIII. Итоги урока.

IX. Домашнее задание: Изучить § 37,38; упражнение 31,32(1,2)

В физике, звук является вибрацией, которая распространяется, как правило, механической волной от давления и смещения, через среду, такую как воздух или вода. Звук распространяется из-за упругих связей между молекулами сред.

Особенности звука

Основные технические характеристики звука:

1. шаг,
2. объем звука,
3. продолжительность звука,
4. тембр.

Эти особенности тесно связаны с соответствующими параметрами акустической волны.

[custom_ads_shortcode1]

Свойства звука

Звуковая волна с помощью различных средств массовой информации движется с различной скоростью. В воздухе, волна, движется со скоростью около $300$ м/с, в воде приблизительная скорость $1500$ м/с. Звук определяется, как и другие волны, двумя физическими параметрами, частотой и длиной волны.

Нормальное человеческое ухо может слышать звуки на частоте от $16$ Гц до $20000$ Гц. Таким образом, в зависимости от частоты звуковые волны подразделяются:

1. инфразвук- ниже $16$ Гц,
2. от $20$ Гц до $20$ кГц – границы, когда человек воспринимает звук,
3. Ультразвук – выше $20$ кГц.

Рисунок 1. Подразделение звуковых волн

Ничего непонятно? Попробуй обратиться за помощью к преподавателям.

[custom_ads_shortcode2]

Скорость звука

Скорость звука зависит от среды, через которую проходят волны, и является фундаментальным свойством материала. Первые значительные усилия в направлении измерения скорости звука были сделаны Ньютоном. Он считал, что скорость звука в отношении конкретного вещества была равна корню квадратному из давления, действующего на него, деленое на плотность.

Позже это было опровергнуто, когда установили, что так неправильно записывать скорость. Таким образом,Где $gamma {rm -}$ адиабатическая сжимаемость среды.

Поскольку $K{rm =}gamma {rm cdot p}$ окончательно получим уравнение: которое также известно как уравнение Ньютона-Лапласа.

Таким образом, скорость звука возрастает с увеличением жесткости материала, и уменьшается с его плотностью.

В диспергирующей среде, скорость звука является функцией частоты звука, определяемая через дисперсионное соотношение. Каждый частотный компонент распространяется со своей скоростью, называемой фазовой скоростью, в то время как энергия возмущения распространяется с помощью групповой скорости.

None Рисунок 2. Скорость звука в воде по отношению к температуреПример 1Найти скорость $v$ распространения продольных упругих колебаний в следующих металлах:

1. алюминии;
2. меди;
3. вольфраме.

Решение: Скорость продольных колебаний в твердых телах:

None [v=sqrt{frac{1,18cdot {10}^{11}Па}{ {8600 кг}/{м^3}}}=3704 {м}/{с}] Для вольфрама [v=sqrt{frac{3,8cdot {10}^{11}Па}{ {19300 кг}/{м^3}}}=4437 {м}/{с}] Ответ: $5125{м}/{с}$, $3704 {м}/{с}$, $4437 {м}/{с}$.

Вопросы.

1. С какой частотой колеблется барабанная перепонка уха человека, когда до нее доходит звук? Барабанная перепонка уха человека колеблется с частотой пришедшего к ней звука.

2. Какую волну – продольную или поперечную – представляет собой звук, распространяющийся в воздухе? в воде?

В воздухе и в воде звук распространяется продольными волнами.

3. Приведите пример, показывающий, что звуковая волна распространяется не мгновенно, а с определенной скоростью.

Самый наглядный пример – вспышка молнии, а затем приходящий вслед за ней гром.

4. Чему равна скорость распространения звука в воздухе при 20 °С?

Скорость распространения звука в воздухе при 20°С равна 343 м/с.

5. Зависит ли скорость звука от того, в какой среде он распространяется?

v =340 м/с. Да, зависит.

Упражнения.1. Определите скорость звука в воде, если источник, колеблющийся с периодом 0,002 с, возбуждает в воде волны длиной 2,9 м.

2. Определите длину звуковой волны частотой 725 Гц в воздухе, в воде и в стекле.

3. По одному концу длинной металлической трубы один раз ударили молотком. Будет ли звук от удара распространяться ко второму концу трубы по металлу? по воздуху внутри трубы? Сколько ударов услышит человек стоящий у другого конца трубы?

Человек услышит два удара. Один звук придет к нему по металлической трубе, а другой по воздуху.

4. Наблюдатель, стоящий около прямолинейного участка железной дороги, увидел пар над свистком идущего вдали паровоза. Через 2с после появления пара он услышал звук свистка, а через 34 с паровоз прошел мимо наблюдателя. Определите скорость движения паровоза.

5. Наблюдатель удаляется от колокола, в который бьют каждую секунду. Сначала видимые и слышимые удары совпадают. Потом они  перестают совпадать. Затем на некотором расстоянии наблюдателя от колокола видимые и слышимые удары снова совпадают. Объясните это явление.

Номер	Название	Описание
Технологическая карта

Номер	Название	Описание
Источники звука. Звуковые колебания	Введено понятие источника звука, приведены примеры различных источников звука, даны определения звуковых колебаний, инфразвука и ультразвука, описаны их характеристики, приведены примеры их использования в природе и технике. Описан механизм эхолокации.
Распространение звука. Звуковые волны	Сформулировано условие распространения звука, приведены примеры веществ, хорошо проводящих звук, и звукоизоляторов, схема звуковосприятия человека, значение скорости звука в воздухе при нормальных условиях, зависимость скорости звука от температуры и свойств среды, в которой распространяется звук.

Номер	Название	Вид	Сложность	Баллы	Описание
Звук (теоретические вопросы)	1 вид – рецептивный	лёгкое	1 Б.	Повторение и закрепление теоретического материала по теме.
Виды звука	1 вид – рецептивный	лёгкое	1 Б.	Отработка навыка определения вида звуковой волны по её частоте.
Длина звуковой волны (вариант 1)	1 вид – рецептивный	лёгкое	1 Б.	Отработка навыка определения длины звуковой волны по скорости звука и частоте колебаний источника звука.
Длина звуковой волны (вариант 2)	2 вид – интерпретация	среднее	2 Б.	Отработка навыка определения длины звуковой волны по периоду колебаний источника звука и скорости распространения звука.
Гроза	2 вид – интерпретация	среднее	2 Б.	Отработка навыка определения расстояния от эпицентра грозы до наблюдателя по времени между вспышкой молнии и раскатом грома.
Изменение длины звуковой волны (вариант 1)	2 вид – интерпретация	среднее	2 Б.	Отработка навыка определения изменения длины звуковой волны в зависимости от изменения периода колебаний источника звука.
Переход	3 вид – анализ	сложное	3 Б.	Отработка навыка определения изменения длины звуковой волны при переходе звука из воздуха в воду.
Айсберг	3 вид – анализ	сложное	3 Б.	Отработка навыка определения расстояния между упавшим в воду айсбергом и кораблём по разнице времени регистрации звуковых волн, возникших при падении, распространявшихся в воде и в воздухе.
Скорость звука в воде	3 вид – анализ	сложное	3 Б.	Отработка навыка определения скорости звука в воде по разнице во времени его распространения на одно и то же расстояние в воде и в воздухе.
Пароход	3 вид – анализ	сложное	3 Б.	Отработка навыка определения скорости удаления источника звука.

Номер	Название	Рекомендованное время:	Сложность	Баллы	Описание
Тренировка по теме Звуковые волны. Скорость звука	среднее	7 Б.	Повторение и закрепление теоретического материала по теме, отработка навыков определения вида звуковой волны по её частоте, определения длины звуковой волны по скорости звука и частоте колебаний источника звука, определения расстояния от эпицентра грозы до наблюдателя по времени между вспышкой молнии и раскатом грома, определения изменения длины звуковой волны в зависимости от изменения периода колебаний источника звука.

Номер	Название	Рекомендованное время:	Сложность	Баллы	Описание
Домашняя работа по теме Звуковые волны. Скорость звука	среднее	8 Б.	Отработка навыков определения вида звуковой волны по её частоте, определения частоты колебаний, наиболее соответствующей источнику звука, определения длины звуковой волны по периоду колебаний источника звука и скорости распространения звука, определения частоты колебаний камертона по длине звуковой волны и скорости звука в воздухе, определения изменения длины звуковой волны в зависимости от изменения периода колебаний источника звука.
Проверочная работа по теме Звуковые волны. Скорость звука	среднее	10 Б.	Контроль степени усвоения теоретического материала по теме. Контроль степени сформированности навыков определения расстояния от эпицентра грозы до наблюдателя по времени между вспышкой молнии и раскатом грома, определения изменения длины звуковой волны в зависимости от изменения частоты колебаний источника звука, определения расстояния между упавшим в воду айсбергом и кораблём по разнице времени регистрации звуковых волн, возникших при падении, распространявшихся в воде и в воздухе, определения частоты колебаний по заданной длине звуковой волны и скорости звука.

Источники:

• fiz.na5bal.ru
• spravochnick.ru
• fizikadz.ru
• www.yaklass.ru

Для распространения звука необходима упругая среда. В вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как там нечему колебаться В этом можно убедиться на простом опыте. Если поместить под стеклянный колокол электрический звонок, то по мере выкачивания из-под колокола воздуха мы обнаружим, что звук от звонка будет становиться все слабее и слабее, пока не прекратится совсем.

Звук в газах. Известно, что во время грозы мы сначала видим вспышку молнии и лишь через некоторое время слышим раскаты грома (рис. 52).

Это запаздывание возникает

из-за того, что скорость звука в воздухе значительно меньше скорости света, идущего от молнии.

Скорость звука в воздухе впервые была измерена в 1636 г. французским ученым М. Мерсенном. При температуре 20 °С она равна 343 м/с, т. е. 1235 км/ч. Заметим, что именно до такого значения уменьшается на расстоянии 800 м скорость пули, вылетевшей из пулемета Калашникова (ПК). Начальная скорость пули 825 м/с, что значительно превышает скорость звука в воздухе.

Поэтому человек, услышавший звук выстрела или свист пули, может не беспокоиться: эта пуля его уже миновала. Пуля обгоняет звук выстрела и достигает своей жертвы до того, как приходит этот звук.

Скорость звука зависит от температуры среды: с увеличением температуры воздуха она возрастает, а с уменьшением — убывает. При 0 °С скорость звука в воздухе составляет 331 м/с. В разных газах звук распространяется с разной скоростью.

Чем больше масса молекул газа, тем меньше скорость звука в нем. Так, при температуре 0 °С скорость звука в водороде 1284 м/с, в гелии — 965 м/с, а в кислороде — 316 м/с.

Звук в жидкостях. Скорость звука в жидкостях, как правило, больше скорости звука в газах. Скорость звука в воде впервые была измерена в 1826 г. Ж. Колладоном и Я. Штурмом. Свои опыты они проводили на Женевском озере в Швейцарии (рис.

53). На одной лодке поджигали порох и одновременно ударяли в колокол, опущенный в воду. Звук этого колокола с помощью специального рупора, также опущенного в воду, улавливался на другой лодке, которая находилась на расстоянии 14 км от первой. По интервалу времени между вспышкой света и приходом звукового сигнала определили скорость звука в воде.

При температуре 8 °С она оказалась равной примерно 1440 м/с.

На границе между двумя разными средами часть звуковой волны отражается, а часть проходит дальше. При переходе звука из воздуха в воду 99,9 % звуковой энергии отражается назад, однако давление в прошедшей в воду звуковой волне оказывается почти в 2 раза больше. Слуховой аппарат рыб реагирует именно на это.

Поэтому, например, крики и шумы над поверхностью воды являются верным способом распугать морских обитателей. Человека же, оказавшегося под водой, эти крики не оглушат: при погружении в воду в его ушах останутся воздушные «пробки», которые и спасут его от звуковой перегрузки.

При переходе звука из воды в воздух снова отражается 99,9 % энергии. Но если при переходе из воздуха в воду звуковое давление увеличивалось, то теперь оно, наоборот, резко уменьшается. Именно по этой причине, например, не доходит до человека в воздухе звук, возникающий под водой при ударе одним камнем о другой.

Такое поведение звука на границе между водой и воздухом дало основание нашим предкам считать подводный мир «миром молчания». Отсюда же и выражение: «Нем как рыба». Однако еще Леонардо да Винчи предлагал слушать подводные звуки, приложив ухо к веслу, опущенному в воду. Воспользовавшись таким способом, можно убедиться, что рыбы на самом деле довольно болтливы.

Звук в твердых телах. Скорость звука в твердых телах больше, чем в жидкостях и газах. Если вы приложите ухо к рельсу, то после удара по другому концу рельса вы услышите два звука.

Один из них достигнет вашего уха по рельсу, другой — по воздуху.

Хорошей проводимостью звука обладает земля. Поэтому в старые времена при осаде в крепостных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому землей, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет Прикладывая ухо к земле, также следили за приближением вражеской конницы.

Твердые тела хорошо проводят звук. Благодаря этому люди, потерявшие слух, иной раз способны танцевать под музыку, которая доходит до их слуховых нервов не через воздух и наружное ухо, а через пол и кости.

1. Почему во время грозы мы сначала видим молнию и лишь потом слышим гром? 2. От чего зависит скорость звука в газах? 3. Почему человек, стоящий на берегу реки, не слышит звуков, возникающих под водой?

4. Почему «слухачами», которые в древние времена следили за земляными работами противника, часто были слепые люди?

Экспериментальное задание. Положив на один конец доски (или длинной деревянной линейки) наручные часы, приложите ухо к другому ее концу. Что вы слышите?

Объясните явление.