Открытый урок "Звуковые волны"

 

Открытый урок в 11 классе

           "Звуковые волны"

Цели:

-развитие познавательного интереса у учащихся,

-расширение их кругозора,

-мировоззрения,

-знакомство с важными вехами развития физики,

-научить учащимся применять свои знания на практике,

-формирование навыков думать,

-анализировать,

-сравнивать,

-сопоставить

Задачи:

Рассмотреть особенности распространения звуковых волн, изучить физические характеристики звука, дать понятие об акустическом резонансе.

Развивать у учащихся умение работы с дополнительной литературой и с учебником, умение делать самоанализ и анализ работы товарищей, умение делать выводы на уроке по полученной информации и систематизировать эту информацию, развивать творческие способности учащихся.

Воспитывать правильное восприятие окружающего мира и влияние человека на окружающую среду, умение организованно работать на уроке.

 

1.     Орг.момент

На прошлом занятии мы начали изучать механические волны, чтобы в дальнейшем познакомиться с электромагнитными волнами. Хотя они имеют разные названия, различную физическую природу, но описываются одними и теми же параметрами и уравнениями. Сегодня мы познакомимся с еще одним видом механических волн. А теперь закройте глаза (включить звуки моря и леса). Скажите, где вы сейчас находитесь? Что вам помогло определить место? Правильно, звук, а точнее звуковые волны. Итак, тема нашего урока «Звуковые волны».

Действительно, тема нашего урока «Звуковые волны». Нам предстоит узнать, что является источником звука, каковы его характеристики. Вспомним из курса биологии строение нашего уха и попытаемся ответить на вопрос, как слышит ухо. Познакомимся с такими интереснейшими явлениями как инфразвук и ультразвук. И это далеко не все.

Но сначала давайте вспомним основные понятия, основные характеристики колебательного и волнового движения.

 

2.     Работа по теме урока

Человеческое ухо воспринимает упругие волны с частотой примерно от 16 до 20000 Г,  частоты данного диапазона называют звуковыми или акустическими.

Демонстрация с помощью звукового генератора всего диапазона звуковых волн.

Устройство слухового аппарата человека (ухо) рассказывает учащийся с демонстрацией рисунка1.

Устройство голосового аппарата человека, рассказывает учащийся, используя рисунок2.

Учитель. Животные в качестве звука воспринимают волны иных частот. (Рисунок3)

Совпадают ли частоты звуковых волн, которые слышат человек, кошка и собака? (Есть звуки, которые слышат все? От 250 до 20000 Гц).

В продолжении разговора. предлагаю посмотреть отрывок из мультфильма «Большой Ух».

Особое внимание при просмотре обратите на диалог главных героев, а по его окончании постарайтесь ответить на следующие вопросы:

Какие звуки слышали главные герои?

Совпадали ли частоты звуковых волн, которые слышали главные герои?

(Волчонок слышал звуки леса: шелест травы, писк комаров, шум деревьев и т.д.

Большой Ух слышал звуки космоса.

Частоты звуковых волн частично совпадали, иначе главные герои не смогли бы услышать друг друга.)

Мы выяснили, что слух животных и людей различен.

А как воспринимают звуки разные люди? Оказывается, и люди воспринимают звук по-разному. С чем это связано?

1. Возрастные особенности (физиологические) – барабанная перепонка у людей старшего возраста теряет эластичность.

2. Профессиональные особенности – воздействие громких звуков.

3. Географические особенности – проживание вблизи постоянных источников громких звуков.

Поговорим о характеристиках звука.

Как вы думаете, что относится к характеристикам звука? (Громкость, тембр, частота).

Громкость звука субъективная характеристика звука, зависящая от объективных характеристик амплитуда и интенсивность звука.

Интенсивность звука или сила звука – это энергетическая характеристика звука, которая зависит от энергии, ежесекундно переносимой через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения звуковой волны.

Единица интенсивности звука – ватт на квадратный метр (Вт/м2).

Порог слышимости - величина интенсивности звука, ниже которой звук человеческим ухом не воспринимается (соответствует величине – 10-12 Вт/м2).

Болевой порог соответствует интенсивности 1 Вт/м2.

Интенсивность звука определяется по так называемой логарифмической шкале.

В этой шкале уровень интенсивности выражается в белах (Б ). Если уровень одного звука на 1 бел (1 Б) выше, чем у другого, то отношение интенсивности этих звуков равно 10, если на 2 Б, то отношение их интенсивностей равно 102, и т.д. Таким образом, громкость звука характеризуется интенсивностью звука.

Обычно уровень интенсивности выражают в децибелах (дБ) (1 Б = 10 дБ).

(7 слайд, видеофрагмент «Зависимость громкости звука от амплитуды»)

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний, чем меньше амплитуда, тем тише звук, и, наоборот, чем больше амплитуда, чем громче звук.

К субъективным характеристикам звука относится также тон.

Звук, издаваемый телом, которое колеблется с одной, строго определенной частотой, называется тоном. (8 слайд, видеофрагмент «Зависимость тона звука от частоты»)

Например, камертоны различного размера издают звуки разного тона. Частота колебаний характеризует высоту тона. Например, летящий комар издает звук высокого тона, шмель – звук низкого тона.

Частота звуковой волны определяет высоту тона. Чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук.

Звуковые колебания непериодического характера (не связанные между собой частоты) называются шумы (скрип, стук, гул, вой, треск).

Звуки с периодическими колебаниями, т.е. с одинаковыми и правильно повторяющимися волнами называются музыкальными тонами. (9 слайд, записи голосов различных диапазонов)

Человеческие голоса по высоте делят на несколько диапазонов:

• бас – 80–350 Гц, а английский певец Норман Аллин даже брал частоту 44 Гц (включается фрагмент записи Ф.И.Шаляпина);

• баритон – 110–149 Гц (фрагмент записи В.С.Высоцкого);

• тенор – 130–520 Гц (фрагмент записи И.С.Козловского);

• дискант – 260–1000 Гц (фрагмент записи голоса Р.Лоретти);

• сопрано – 260–1050 Гц (фрагмент записи Г.П.Вишневской);

• колоратурное сопрано – до 1400 Гц, а француженка Мадо Робен брала ре четвертой октавы – 2300 Гц.

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. (10 слайд)

Приложив ухо к рельсам, можно услышать шум приближающегося поезда значительно раньше и на большем расстоянии. Значит металл проводит звук быстрее и лучше, чем воздух. 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 также для измерения морских глубин.

Необходимое условие распространения звуковых волн – наличие материальной среды. В вакууме звуковые волны не распространяются, так как там нет частиц, передающих взаимодействие от источника колебаний.

Поэтому на Луне из-за отсутствия атмосферы царит полная тишина. Даже падение метеорита на ее поверхность не слышно наблюдателю.

В отношении звуковых волн очень важно упомянуть такую характеристику, как скорость распространения.

В каждой среде звук распространяется с разной скоростью.

Скорость звука в воздухе - приблизительно 340 м/с.

Скорость звука в воде — 1500 м/с.

Скорость звука в металлах, в стали — 5000 м/с.

В теплом воздухе скорость звука больше, чем в холодном.

Как вы думаете, какими свойства обладает звук? (Отражение, эхо, поглощение) (11 слайд)

Отражение звука. Звук отражается от гладких поверхностей. Поэтому при использовании рупора звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, за счет чего мощность звука увеличивается, и он распространяется на большее расстояние.

Эхо. Эхо образуется в результате отражения звука от различных преград - гор, леса, стен, больших зданий и т.п. Эхо возникает только в том случае, когда отраженный звук воспринимается раздельно от первоначально произнесенного звука. Если отражающих поверхностей много и они находятся на разных расстояниях от человека, то отраженные звуковые волны дойдут до него в разные моменты времени. В этом случае эхо будет многократным. Препятствие должно находится на расстоянии 11м от человека, чтобы можно было услышать эхо.

Эхолокация - это один из способов звуковой локации, при котором расстояние до объекта определяется по времени возвращения эхо-сигнала.

 

.Поглощение звука. Поглощение звука – это явление необратимого превращения энергии звуковой волны в другой вид энергии, прежде всего в энергию теплового движения частиц среды. Наличие неоднородностей в среде приводит к увеличению поглощения звука. В различных пористых и волокнистых веществах поглощение звука велико, что позволяет применять их для заглушения и звукоизоляции.

Акустическим резонанс – это явление, при котором совпадают частоты собственных колебаний камертонов. (Видеофрагмент «Акустический резонанс»)

 

3.     Первичная проверка понимания нового материала.

Звуковые волны. Звук.

1. Условием возбуждения звуковой волны является:

1) наличие источника колебаний;

2) наличие упругой среды.

а) только 1

б) только 2

в) 1 и 2.

2. Ультразвуковыми называются колебания, частота которых…

а) менее 20 Гц.

б) от 20 до 20000 Гц.

в) превышает 20000 Гц.

3.     Высота звука зависит от…

а) амплитуды колебаний.

б) частоты колебаний.

в) скорости звука.

4. Громкость звука зависит от …

а) частоты звука.

б) амплитуды колебаний.

в) скорости звука.

5. «Голос моря» - звуковые колебания частотой…

а) менее 20 Гц.

б) от 20 до 20000 Гц.

в) превышает 20000 Гц.

6. Скорость звука в воздухе при нормальных условиях:

а) 300000 км/с.

б) 360 м/с.

в) 331 м/с.

7. Какие из перечисленных ниже веществ хорошо проводят звук?

а) войлок.

б) опилки.

в) металлы.

 

Студенты, сидящие рядом, обмениваются работами, проверяют их и выставляют отметки.

 

4.     Закрепление.

Решение задач (задачи решаются на доске и в тетради).

1.На расстоянии 1060 м от наблюдателя ударяют молотком по железнодорожному рельсу. Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, услышал звук на 3 с раньше, чем он дошел к нем по воздуху. Чему равна скорость звука в стали? Скорость звука в воздухе принять равной 330 м/с.

2.Какова глубина моря, если посланный с помощью гидролокатора звуковой сигнал вернулся назад через 0,9 с? Скорость звука в воде считать равной 1440 м/с.

Практическая работа (работа выполняется по вариантам самостоятельно, 25-30 мин)

 

5.     Итог.

1. Колебания с частотой от16 до 20000 Гц создают в окружающей среде звуковую волну.
2. Высота звука зависит от частоты колебания.
3. Громкость звука зависит от амплитуды колебания.
4. Скорость звука зависит от свойств среды.
5. Скорость звука зависит от температуры среды.

 

6.     Домашнее задание. 28 параграф, задача № 1025.

Задача. При определении скорости звука в чугуне у одного конца чугунной трубы ударяли в колокол, у другого конца наблюдатель слышал два звука: сначала один – пришедший по чугуну, а спустя 2,5с. – другой, пришедший по воздуху. Длина трубы равна 930м. Определите по этим данным скорость звука в чугуне. Скорость звука в воздухе примите равной 340м/c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отзыв коллег об открытом уроке физики по теме:

"Звуковые волны",

 

1. Организационный момент. На данном этапе урока преподаватель  уделила особое внимание обучающихся на положительное эмоциональное восприятие темы. Это позволило начать урок в хорошем настроении и темпе и сохранить его на протяжении всего урока. Была проведена проверка присутствия всех обучающихся, готовности учащихся к уроку (наличие принадлежностей к уроку).

2. Постановка темы и цели урока. На этом этапе, обучающиеся смогли определить основные вопросы, над которыми им предстоит работать на уроке. Были даны основные определения, определены свойства света, выделены те свойства, которые характеризуют свет как волну. У учащихся в ходе беседы развиваю коммуникативные навыки, активизирую мыслительную деятельность. Данный этап реализует возможность развития интереса к предмету через решения задач урока.

 3. Актуализация знаний. Обучающиеся всего класса отвечали на вопросы, предложенные мной, где отразили услышанное, выделив главное, напомнив формулы темы, необходимый для решения задач. На данном этапе формирую познавательные, коммуникативные, личностные учебные действия. Использует индивидуально коллективную форму работы. Прослушивание и письменная форма работы. Информационные и репродуктивные методы работы. В конце урока все учащиеся сдали работы.

4. Закрепление материала и применение знаний и умений. Особое внимание Самраъ Абдухаликовна  уделяет тому, что все знания, полученные на уроке, должны находить применение на практике. И предлагает  рассмотреть решение ряда задач, которые раздали им на каждую парту до урока. Руководит  решением задач, являясь консультантом. Отрабатывает  метод решения задач на сравнение величин, очень часто встречающийся в ЕГЭ. Решение предлагает начинать с теста. Задачи решают те учащиеся, которые справились с тестом. Можно работать парой. Роль шестой- восьмой количественных задач имеет большое значение, так как позволяет не только проявить творчество, но и увидеть широту применения метода решения задач, а также напомнить теоретический материал других тем. Фронтальная работа позволила применить новые знания при решении задачи наиболее сильным ученикам и поучиться этому других. На данном этапе формирую умение применять формулы при решении задачи, оценивать результаты своей работы. У обучающихся произошло осознание значимости изученных понятий в повседневной жизни, формировалась потребность объяснять происходящие в окружающем мире явления. Они анализировали задачи и находили формулы, позволяющие решить их. Учащиеся, демонстрирующие решение задач на доске, показали умение пояснять, отстаивать полученные результаты. Уметь корректировать полученные результаты также немаловажно на данном этапе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отзыв родителей об открытом уроке физики

по теме:

"Звуковые волны",

 

Речь преподавателя  была грамотной, доступной, точной, содержательной, выразительной и эмоциональной. Учащиеся были очень активны и организованны на разных этапах урока, были доброжелательны к учителю, показали умения творческого применения знаний, умений и навыков самостоятельно делать выводы.Осуществлялась постановка учебных задач на каждом этапе, сочетались разные формы работы на уроке: индивидуальная, групповая, классная. Осуществлялось развитие логического мышления, умений сравнивать, делать выводы у учащихся. Учащиеся после каждого выполненного задания делали самостоятельно вывод о том, какое изображение даёт линза в зависимости от расположения предмета относительно линзы и фокусного расстояния. Были подведены итоги каждого этапа, а затем и всего урока. Осуществлялось чередование разных видов деятельности обучающихся. Урок прошел организованно, был логический переход от одного этапа к другому, было четкое управление учебной работой учащихся, владение классом, соблюдение дисциплины. Был правильно определен объем учебного материала на уроке, умелое распределение времени, характер обучения был демократичным, объективным. На уроке царила доброжелательная атмосфера, и учащиеся чувствовали себя достаточно свободно.