Презентации по физике "Звук" и "Механические волны"(9 класс), "Ток в металлах и полупроводниках", "Ток в вакууме и жидкостях" (10 класс), Гравитационные волны(11 класс)

Звуковыми волнами называют продольные механические волны, которые вызывают у человека звуковые ощущения
Звук - упругие продольные волны с частотой колебаний от 20 до 20.000 Гц

Причина звука

Вибрация (колебания) тел, зачастую незаметные для нашего глаза.
Источники звука — физические тела, которые колеблются , т.е. дрожат или вибрируют с частотой от 20 Гц до 20 кГц.

Волна, достигшая уха, воздействует на баранную перепонку, заставляя ее колебаться с частотой, соответствующей частоте источника звука.

Звук не распространяется в вакууме

Звук

Это механические упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях, твердых телах.
Вибрирующее тело может быть твердым, например, струна или земная кора, газообразным, например, струя воздуха в духовых музыкальных инструментах или в свистке или жидким, например, волны на воде.

Человек ощущает звук при условиях: 1)имеется источник звука, колеблющийся с частотой от 20 до 20.000 Гц2) имеется упругая среда между ухом и источником звука  3) мощность звуковых волн достаточна для получения ощущения звука

Процесс распространения звука

Человек ощущает звук, если
имеется источник звука
имеется упругая среда между ухом и источником звука

Инфразвук иногда порождается морем, в этом случае его называют «голос моря», - медузы, ракообразные и др. – задолго до наступления шторма чувствуют его приближение

Инфразвук.Частота менее 20 Гц

Инфразвук

Не слышимые
человеком
звуковые волны
с частотами
ниже 20 Гц
называют
инфразвуком.

Ультразвук

звуковые волны с частотами от 20 000 Гц до 109 Гц называют ультразвуком, а колебания с частотами выше чем 109 Гц называют гиперзвуком.

Ультразвук широко используется в медицине для постановки диагноза и лечения некоторых заболеваний. Ультразвуковые исследования так и называются УЗИ

С помощью ультразвука обследуют больных, ставят диагноз, разрушают камни в почках.

Ультразвук

звуковые волны с частотами от 20 000 Гц до 109 Гц - ультразвуком, а колебания с частотами выше чем 109 Гц называют гиперзвуком.

Летучие мыши испускают ультразвук и хорошо ориентируются в пространстве ночью, улавливая отразившуюся от препятствия волну.

Дельфины тоже испускают и принимают ультразвук. Дельфины могут лечить. Ультразвуки, которые они издают, как бы просвечивают организм человека, если внутри есть очаг воспаления, то ультразвук воздействует на него.

Ультразвук, обрабатывая растворы, уничтожает в них микробы (они погибают от вибрации), так можно дезинфицировать воду без хлора.

Собаки слышат ультразвуки, этим пользуется дрессировщик, чтобы подавать команды, неслышимые человеком.

Звуки влияют на рост и развитие растений, оказывают влияние на животных (увеличивают надои молока у коров).

Субъективные характеристики звука.1. Громкость звука

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний звучащего тела.
За единицу громкости звука принят 1 Бел (в честь Александра Грэхема Белла, изобретателя телефона). Громкость звука равна 1 Б, если его мощность в 10 раз больше порога слышимости.
На практике громкость измеряют в децибелах (дБ). 1 дБ = 0,1Б.

Громкость звука

10 дБ – шепот;
20–30 дБ – норма шума в жилых помещениях;
50 дБ – разговор средней громкости;
70 дБ – шум пишущей машинки;
80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля;
120 дБ – шум работающего трактора на расстоянии 1 м;
130 дБ – порог болевого ощущения;
Звук громкостью свыше 180 дБ может даже вызвать разрыв барабанной перепонки.

Самое громкое в мире животное - голубой кит. Он может издавать звуки в 188 дБ, которые слышны на расстоянии до 8500 км от кита.

Рыбы невероятно болтливы

2. высота тона

Высота тона определяется частотой
колебаний.

Частота взмахов -352 Гц

Частота взмахов- 500-600 Гц

На низких частотах от 3Гц до 12Гц работают сердце, лёгкие, циркулирует кровь, движутся суставы.
При заболевании организма у звуков внутри его изменяются громкость, тембр, высота тона, длительность.
Если сердце работает нормально, то слышны звуки 2 тонов: низкий и высокий.
При сердечных заболеваниях, при сбоях в работе сердца звук меняется, прослушиваются шумы, возникает аритмия.

Тон звуковой волны

Звуки человеческого голоса по высоте делят на несколько диапазонов:
бас – 80–350 Гц,
баритон – 110–149 Гц,
тенор – 130–520 Гц,
сопрано – 260–1050 Гц,
колоратурное сопрано – до 1400 Гц.

Камертон – прибор, создающий звук одной частоты, получается чистый тон.
Частота его колебаний 440 Гц – музыкальная нота «ля».

Частотный спектр звуков, слышимых животными

Как по звуку при работе токарного станка определяют, тупой или острый резец?

3. Тембр – музыкальная окраска звука.

Если внимательно прислушаться к царству звуковых волн, то можно услышать какие они разные: кричат, пищат, шепчут, басят, спокойно разговаривают. Одни звуки вызывают у нас раздражение, другие звуки успокаивают, третьи ласкают слух. Причиной такого разного поведения звуковых волн является тембр , благодаря ему мы различаем голоса, отличаем музыкальные инструменты.

Тон звуковой волны

Частотный спектр звуков музыкальных инструментов:

Звуки природного происхождения: морской прибой, дождь, шелест листвы, журчание ручья – благоприятно влияют на организм, расслабляют, успокаивают.

Но в царстве звуковых волн бывает и ураган. Волны начинают шуметь. Шум – звуки разных частот, имеют разную продолжительность и интенсивность, в пространстве накладываются друг на друга. Например: школьная перемена.

Побороть шум можно по - разному, но лучший способ – убрать источник шума. Шум воздействует на организм человека: раздражает, утомляет, вызывает головную боль, действует на нервную систему.

Шум – большое число одновременных звуковых колебаний с самыми различными частотами

Измерение скорости звука в воде. 1827 г на Женевском озере в Швейцарии. Расстояние между лодками 14 км.

V = λ / T

V = λ ·

Скорость звука в воздухе определяется экспериментально
(2 наблюдателя, пушка)

Связь длины волны и скорости звука:

Скорость звука

Скорость звука зависит от плотности среды, в которой он распространяется

Вы услышали гром через 5 с после наблюдения молнии. На каком расстоянии от вас возникла молния?

V = λ ·

Сверхзвуковые самолеты

Самолёт, летящий со сверхзвуковой скоростью, обгоняет создаваемые им звуки. Эти звуковые волны сливаются в одну ударную волну. Достигая поверхности земли, ударная волна выбивает стёкла, разрушает постройки, оглушает.

Как же будет распространяться звуковая волна, если на её пути встретится препятствие?

Эхо – возвращение звуковой волны к своему источнику после отражения

Отражение звука

Если препятствие по своим размерам намного превышает длину звуковой волны (17 мм – 21 м), то наблюдается отражение звука (эхо)

ЭХО.Два звука слышны человеку раздельно если промежуток между ними 1 / 15 секунды .

Промежуток времени между и произнесённым в составлять 1/15 с.

Отражение звука

гладкие поверхности
упругие тела

мягкие ткани,
пористые тела

Направленные узкие пучки ультразвука применяются для измерения глубины моря. На дне судна помещают излучатель и приемник ультразвука. Излучатель даёт сигналы ( за 0,001 с),которые посылаются по направлению ко дну. Сигнал отражается, достигает приемника, момент приёма сигнала регистрируется

Таким образом, за время t, которое проходит с момента отправления сигнала до момента его приёма, сигнал, распространяющийся со скоростью V, проходит путь, равный удвоенной глубине моря, т. е. 2h

2h = V·t

h = V·t/2

Это и называется эхолокацией

В Галерее шёпота в Соборе Св. Павла в Лондоне эхо такое, что, стоя у одной стены собора, вы можете услышать, о чём шепчутся люди у другой стены собора, находящейся от вас в 36м.

проводники звука

Упругие тела:
металлы,
дерево,
газы,
жидкости.

Мягкие и пористые:
войлок,
ковры,
опилки,
пористые камни.