Від яких величин залежить висота. З'ясуйте, від яких фізичних величин залежить висота тону та гучність звуку з

Фізичні величини:

λ = vT= v / γ(м)довжина хвилі

v = λ/ Т = λ γ (м/с) швидкість хвилі

Т = t/n(c) період коливань

n – кількість коливань t – час коливань

γ = 1/ Т (Гц) частота коливань А[м] - амплітуда коливань

I. 1. Привітання, перевірка готовності учнів до уроку, готовність наочних посібників, дошки, крейди тощо.

2. Розкриття загальної мети уроку.

Сьогодні ми маємо можливість доторкнутися до світу краси та гармонії, яка присутня в одному з видів нерівномірного руху – коливальному. Коливальні рухи широко поширені в навколишньому житті. Звук – один із видів коливального руху, засіб передачі інформації, приблизно 8-9% з усього обсягу одержуваної людиною.

Вступне узагальнення та систематизація знань про коливання та хвилі дозволять нам перейти до вивчення звукових явищ з позиції інтеграції з іншими науками.

Отже, метою нашого уроку є узагальнення та систематизація знань про звукові коливання, їх характеристики та знайомство із застосуванням звукових хвиль у різних галузях науки, техніки, мистецтва, природи. Тому представляю тему уроку: «Звук у природі, музиці та техніці».

II. Актуалізація опорних знань та умінь. Формування пізнавальних мотивів.

Першим самостійним завданням буде робота з опорним конспектом, в якому містяться найважливіші відомості про коливання та хвилі. Акцентуйте свою увагу на основних поняттях

· Самостійна робота з повторення та закріплення розділу «Коливання та хвилі».

· Систематизація основних понять, фізичних величин, що характеризують хвильовий процес.

Знайдіть відповіді на запитання в опорних конспектах:

1. Наведіть приклади коливальних рухів.

2. Що є основною ознакою коливального руху?

3. Що таке період коливань? Частота коливань? Амплітуда коливань?

4. Записати формули фізичних величин та вказати їх одиниці виміру.

5. Якщо графік залежності координати від часу є синусоїдою (косинусоїдом) – який вид коливань здійснює тіло?

6. Обурення, що розповсюджуються у просторі називаються…?

7. У яких середовищах можливе поширення пружних хвиль?

8. Записати формули довжини хвилі, швидкості поширення хвиль

() та вказати їх одиниці вимірювання.

9. Коротка характеристика звукових хвиль: відштовхнувшись від понять про механічні коливання і хвилі, перейдемо до звукових хвиль.

III. Контроль та самоперевірка знань (рефлексія) міжкурсових понять.

Повторивши теоретичний матеріал, перейдемо до практичного завдання виявлення деяких властивостей звукових хвиль.

1. Практичне завдання (групова робота):

а) перша група виконує досвід із відображення звуку з двома тарілками та «кишенькою».

Завдання №1.За допомогою «кишеньки» дослідити властивість відображення звукових хвиль. Отримати звучання, що виходить із тарілки, прихиленої до вуха.

Висновок: звук відбивається від предметів .

б) друга група перевіряє основні характеристики звуку: висота тону та гучність.

Завдання №2.З'ясуйте, від яких фізичних величин залежить висота тону та гучність звуку за допомогою закріпленої на столі лінійки, змінюючи довжину її виступаючої частини та амплітуду коливань. Коли звук стає чутним, чи не чутним?

Висновок : змінюючи довжину виступаючої частини лінійки і амплітуду її коливань, з'ясовують, що висота тону лінійки, що видається коливається, залежить від її розмірів, а гучність визначається амплітудою коливань.

в) третя група експериментує з ложкою, перевіряючи поширення звуку у різних середовищах у вигляді стетоскопа.

Завдання №3. Одягніть у вуха слухові трубки зонда стетоскопа. Вдарте молоточком металеву ложку. Зробіть висновок і досягте звучання «дзвону». Про що це каже?

Висновок: Звук поширюється у повітря, а й у рідини і твердих тілах.

г) зробити духовий інструмент;

Завдання №4.Отримайте найпростіший духовий інструмент із кришки коробки резонатора та трьох пробірок.

д) отримати чистий тон за допомогою камертону та зробити звук видимим;

Завдання №5. Отримайте чистий, музичний тон за допомогою камертону. Зробіть цей звук видимим.

ж) індивідуальна робота з роздавальним матеріалом (усні відповіді учнів).

Запитання:

1. Під час польоту більшість комах видають звук. Чим він викликається?

2. Великий дощ можна відрізнити від дрібного по гучнішому звуку, що виникає при ударах крапель об дах. На чому ґрунтується така можливість?

3. Чи однакові довжини звукових хвиль в одному і тому ж середовищі у гучного і тихого звуків?

4. Яка комаха – комар чи муха – робить більшу кількість помахів крилами за однаковий час?

5. Чому, якщо ми хочемо, щоб нас почули на великій відстані, ми кричимо і прикладаємо складені рупором руки до рота?

6. Струнний музичний інструмент має від 3 до 7 струн. Яким чином досягається різноманіття звуків, що видаються інструментом?

Висновок: Звукові хвилі утворюють кругові хвилі лежить на поверхні води.

IV. Узагальнення та систематизація знань про звукові хвилі на основі інтеграції наук фізики, біології, екології, музики.

Фізика - як наука є культурним досягненням, що дає нам унікальний за своєю потужністю спосіб розуміння світу. Тільки один із видів механічних коливань – звукові хвилі – дають цілий спектр цікавих фактів прикладного значення. Звуки невловимі, ​​невидимі, але давайте на мить станемо чарівниками і матеріалізуємо їх.

· Фізичні властивості звукових хвиль.

1. Шкала діапазону звукових хвиль.

2. Таблиця швидкості звуку в різних речовинах, графік швидкості звуку в повітрі за різної температури і залежності швидкості звуку від висоти над поверхнею Землі.

3. Ефект Доплера в акустиці.

Малюнок демонструє зміну висоти звуку. Вирішення проблемної ситуації (спостерігач, що видає звукову хвилю, + тіло, що пролітає повз + який результат зміни частоти. Який ефект буде спостерігатися?

4. Експеримент із звуковими хвилями.

· інженерне застосування властивостей звуку.

1. Акустика залів.

Зал Великого театру порівнюють із великою скрипкою, зараз йде відновлення її дерев'яної оболонки для покращення акустики.

· Музичні інструменти.

1. Фортепіано.

Забруднення бувають різними: природи, душі, інформаційні. Чи належать до шумових забруднень музичні стилі punk, метал, транс, техно?

Проблемне завдання:Виділіть позитивні та негативні сторони музичних творів стилю: punk, метал, транс, техно.

· Біологія Значення звуків у житті тварин.

1. Риби неймовірно балакучі.

Питання . Леонардо да Вінчі пропонував слухати підводні звуки, приклавши вухо до весла, опущеного у воду. Акустичний імпеданс сирого дерева наближається до імпедансу води. Чому?

· Екологія та ультразвук.

1. "Сенсація" в тазі з водою.

· Ультразвук у медицині.

· Акустичне забруднення.

ПІДСУМОК. Інформація, яку ви отримали, сподіваюся, збагатить ваші знання про звукові хвилі.

V. Підведення підсумків.

.Нові терміни:

* генерація (створення, освіта);

* Ревебрація (залишкове звучання);

* акустичний імпеданс (твір щільності речовини на швидкість поширення в ній звукової хвилі);

* ехолокація (здатність сприймати відлуння);

* Сонари (пристрою для випромінювання та прийому ехо-сигналів);

* фортепіано (від іт. Forte - "гучно", piano - "тихо");

* есе (різновид нарису, у якому головну роль грають роздуми).

А зараз зробимо висновок про значущість та місце акустики (наука про звукові хвилі) у системі коливальних процесів. Яку корисну інформацію ми винесли з уроку?

Виведення учнів:

а) сфера застосування звуку велика, звук багатогранний

б) ми узагальнили та систематизували знання про звукові явища.

в) познайомилися з інтеграцією фізичного явища звукових коливань із науками інженерною, біологією, екологією, музикою.

Висновок вчителя:

Я дякую за співпрацю, комунікативність, прагнення до самовдосконалення, пізнання нового, вміння аналізувати, узагальнювати. Особливо хочу виділити наступних учнів.

VI. Домашнє завдання. Есе: «Моє уявлення про акустику та її використання в науці та техніці».

Пропоную виконати завдання, в якому будуть присутні відомості, які не пролунали на сьогоднішньому уроці.

ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ.

Механічні коливання та хвилі. Звук.

1. Одним із видів нерівномірного руху є - коливальне. Коливальні рухи широко поширені в навколишньому житті. Прикладами коливань можуть бути: рух голки швейної машини, гойдалок, маятників годинника, вагона на ресорах та інших тіл. На малюнку зображені тіла, які здійснюють коливальний рух, якщо їх вивести із положення рівноваги:

2.Через певний проміжок часу рух будь-якого тіла повторюється. Проміжок часу, через який рух повторюється, називається періодом коливання. T = t / n [c] t - час коливань; n – кількість коливань за цей проміжок часу. З. Число коливань в одиницю часу називається частотою коливань, що позначається буквою V(«ню»), що вимірюється в герцах [Гц]. [Гц].

4. Найбільше (за модулем) відхилення тіла, що коливається, від положення рівноваги називається амплітудою коливань.

OA1 і ОВ1-амплітуда коливань (А); ОА1=ОВ1=А [м]

5. У природі та техніці широко поширені коливання, що називаються гармонійними.

Гармонічними є коливання, які відбуваються під дією сили, пропорційної зміщення точки, що коливається, і спрямованої протилежно цьому зміщенню.

Графік залежності координати тіла, що коливається, від часу являє собою синусоїду (косинусоїду).

https://pandia.ru/text/78/333/images/image005_14.gif" width="13" height="15"> напівхвиль поперечних стоячих хвиль. Мода коливань, що відповідає, називається першою гармонікою власних хвиль коливань або основною модою .

https://pandia.ru/text/78/333/images/image008_9.jpg" width="645" height="490">

АНАЛІЗ УРОКУ.

1. Тип уроку: комплексне застосування знань, умінь та навичок .

Урок проблемний, інтерактивний, заснований на комплексному застосуванні знань та умінь, має практичну значущість, оскільки використано експериментальні факти, що сприяють самостійній оцінці даних наукових відкриттів.

Мета уроку : сформувати в учнів вміння застосовувати теоретичні знання та експериментальні наукові факти для розуміння природи світла, ролі, місця та різних методів визначення його швидкості.

2. Організацію уроку вважаю найбільш оптимальною, тому що вона дозволила розглянути проблему природи світла всебічно і дала можливість реалізувати творчий підхід при пошуку швидкості світла, використовувати комплексні знання, вміння та навички.

3. Для активізації уваги учнів мною були підібрані прийоми внутрішньопредметних та міжпредметних зв'язків із опорою на знання астрономії, історії фізичних відкриттів, спадкоємності фізичної науки, інженерних відкриттів.

Засвоєння змісту навчального матеріалу, мій погляд, було забезпечено через осмислення та закріплення теоретичного матеріалу. Завдання ставилося як забезпечити засвоєння матеріалу, але головну увагу приділялося репродуктивному застосуванню під час практичної роботи з самостійної оцінки швидкості світла і творчому мисленню учнів.

4. На мій погляд, у рамках дидактичної мети уроку було реалізовано:

* у пізнавальному аспекті:

Зроблено спробу розширити науковий світогляд на фоні освітнього завдання;

* у аспекті розвитку:

Збагачений та ускладнений словниковий запас;

Стимульовані навички мислення, такі як порівняння, аналіз, синтез, вміння виділити головне, доказ та спростування;

* у виховному аспекті:

Акцент зроблено на значимості спадкоємності фізичної науки, її найважливіших законів і теорій та способів підтвердження їх достовірності.

Забезпечено диференційований підхід з урахуванням того, що урок проводився у незнайомому класі. Робота будувалася як у індивідуальних завданнях, і на колективної роботі. Учні залучалися до виявлення причинно-наслідкових зв'язків явищ і фактів. На мій погляд, виправдані застосовані методи взаємоконтролю та самоконтролю з боку учнів, мало місце наростання ступеня самостійності в системі завдань.

Думаю, що на уроці було створено позитивний психологічний клімат. Матеріал сприймався з інтересом, тому що він є інноваційним і не представлений у шкільному підручнику (11 клас). Вважаю, що рівень учнів дозволив забезпечити якість засвоєних знань.

Ми від народження до смерті перебуваємо в океані звуків. У місті ми постійно чуємо звуки машин, що рухаються, розмови перехожих, фонові шуми. Вдома працюють електроприлади, ми включаємо телевізори, радіо, комп'ютери. Можна не помічати ці звуки, не звертати на них уваги, але вони впливають на наше світосприйняття та самопочуття. Коли ми знаходимося, як здається у тиші, за містом, на природі звуки все одно існують довкола нас. листя, дзижчання комах, шелест кроків по траві. Абсолютної тиші Землі у природних умовах немає.

З погляду фізики звук - це пружні хвилі, що поширюються серед і створюють у ній механічні коливання. Від чого залежить висота звуку та інші наші відчуття?

З погляду фізіології звук пов'язаний зі слухом. І безпосередньо пов'язаний із нашими органами почуттів.

Середовищем поширення звукових хвиль може бути повітря, вода, метал та інші речовини.

Оскільки звук - це описується тими самими параметрами, як і будь-яка хвиля. Це частота, довжина хвилі, амплітуда, вектор хвилі (напрямок), швидкість.

Людина чує звуки від 15 Гц до 20 000 Гц. Діапазон нижче за рівень чутності називається інфразвуком, вище за рівень і до 1 Ггц називається ультразвуком. Вище 1 ГГц – це гіперзвук.

Висота звуку

Висота звуку – це суб'єктивне відчуття людини. Ми на слух маємо всі звуки за шкалою від низьких до високих. Від чого залежить висота звуку? Переважно від частоти звукової хвилі. Але на сприйняття висоти впливає також його інтенсивність. При великій інтенсивності звуки здаються нижче.

Одиниця виміру висоти звуку це крейда. Крейди розподіляються за шкалою через інтервали, які на слух сприймаються як рівні.

Вчені виявили, що якщо відтворювати короткі імпульси з інтервалом 5 мілісекунд, то на слух вони сприйматимуться безперервно.

Як будь-яка інформація наших органів чуття, звукова інформація обробляється мозком. Розглянемо, чого залежить частота звуку. Відомий так званий ефект Шепарда. Звукоряд, який створює ілюзію тону, що постійно підвищується або знижується, хоча насправді нічого не змінюється. Це досягається накладенням звукових хвиль по октава (кратним за частотою). Цей ефект інтуїтивно використали Бах, Равель, Шопен.

Тони звуку

Складний тон – це звучання кількох частот одразу. Простий тон можна відтворити за допомогою генератора звукових сигналів або камертоном. Складний тон створюється музичними інструментами та людським голосом. Спектр складного тону складається з основної частоти та безлічі додаткових гармонік, так званих обертонів. Від чого залежить висота тону звуку та самого звуку? Вона залежить від основної частоти тону. Але й інтенсивність впливає сприйняття висоти звучання. Чим інтенсивність більша, тим звук здається нижче.

Гучність звуку

Гучність звуку характеризує рівень звукового відчуття. Від чого залежить гучність та висота звуку? Сприйняття гучності звуку - відчуття суб'єктивне залежить як від інтенсивності звуку, і від віку, статі, етнічної належності, умов прослуховування. Відчуття гучності описується психофізичним законом Вебера-Фехнера. Відповідно до цього закону, якщо інтенсивність звуку зростає в геометричній прогресії, то відчуття гучності - в арифметичній. (Логарифмічна залежність). Від чого залежить гучність і від багатьох причин. Висота звучання здається нижчою, коли гучність збільшується. Людині завжди низькі та високі частоти здаються тихіше, ніж середні.

Тембр звуку

Тембр визначається забарвлення спектру надають обертони (гармоніки основної частоти). Вони надають емоційного забарвлення будь-якому звучанню. Від чого залежить висота і тембр звуку? Вони залежать від конструкції та матеріалів музичних інструментів, від особливостей людського голосу. Численні обертони, що виникають, надають звучанню неповторність.

Кожна із знаменитих скрипок Страдіварі мала унікальний тембр. Це визначалося і формою резонатора, типом дерева, і навіть лаком покриття.

Деякі вважають, що особливе сприйняття звуку людиною сприяло в давнину її виживанню. Для аналізу зовнішніх шумів необхідно було зрозуміти, від чого залежить висота звуку, вичленувати з маси шумів, звукових частот звуки хижака, що підкрадається, або вчасно почути наближення якої-небудь природної катастрофи.

Наразі з'явилася можливість синтезувати будь-які звуки, обробляти існуючі аудіозаписи для досягнення потрібного ефекту. Але ще на зорі звукозапису робилися звукові комбінації. Прикладом такого ефекту може бути знаменитий крик Тарзана, створений штучно 1932 р.

Архітектурна акустика

Від чого залежить висота звуку? Звісно, ​​від приміщення, де він виникає.

Про це знали ще в давнину та будували храми з урахуванням акустичних елементів, теоретичне обґрунтування для яких було розроблено згодом. Це і акустична форма куполів, акустичні раковини.

Завдання №1 За допомогою «кишеньки» дослідити властивість відображення звукових хвиль. Отримати звучання, що виходить із тарілки, прихиленої до вуха. Завдання №2 З'ясуйте, від яких фізичних величин залежить висота тону та гучність звуку за допомогою закріпленої на столі лінійки, змінюючи довжину її виступаючої частини та амплітуду коливань. Коли звук стає чутним, чи не чутним? Завдання №3 Одягніть у вуха слухові трубки зонда стетоскопа. Вдарте молоточком металеву ложку. Досягніть звучання «дзвона». Зробіть висновок, що це говорить? Завдання №4 Отримайте чистий, музичний тон за допомогою камертону. Зробіть цей звук видимим. Завдання №5 Отримайте найпростіший духовий інструмент із кришки коробки резонатора та трьох пробірок.

Розміри: 960 х 720 пікселів, формат: jpg. Щоб безкоштовно скачати картинку для уроку фізики, клацніть правою кнопкою мишки на зображенні і натисніть «Зберегти зображення як...». Для показу картинок на уроці Ви також можете безкоштовно скачати презентацію «Властивості звуку.ppt» повністю з усіма картинками у zip-архіві. Розмір архіву – 6616 КБ.

Звук

«Коливання звуку» - Розповсюдження та приймачі звуку. Поширюється у будь-якому пружному середовищі: твердому; рідкої; газоподібної. Експеримент №3. Інфразвук - коливання, що відбуваються із частотою менше 20 Гц. Вивчення параметрів звукових хвиль за допомогою PC. Оптика. Експеримент №1. Гучність - залежить від амплітуди коливального середовища.

Звук звукові коливання - Акустичний звук. Ключові слова уроку. (Вірно). Штучні. Чутний (акустичний). 3. Ультразвук - мова спілкування тварин: дельфіна, кажанів. Але кішки, що випромінюються інфразвуком, здатні лікувати людину муркотінням. Дельфін. Причини звуку. У повітрі за нормальних умов швидкість звуку 330 м/с.

"Властивості звуку" - Струнний музичний інструмент має від 3 до 7 струн. Сенсація у тазі з водою. Вирішення проблемної ситуації. Ми узагальнили та систематизували знання про звукові явища. Ультразвук у медицині. Спостерігач, що видає звукову хвилю; тіло, що пролітає повз. Практичне завдання. Завдання №3 Одягніть у вуха слухові трубки зонда стетоскопа.

«Відображення звуку» - 1. Яка швидкість звуку повітря? Відображення звуку». Тест на тему «Звук. 3. Звукова хвиля в повітрі є: 6. Дія рупора заснована на властивості звуку: 4. Відлуння утворюється в результаті: 2. Як змінюється швидкість звуку при зменшенні щільності середовища?

"Швидкість звуку в різних середовищах" - Про що говорять довідники? Експеримент. Наші завдання: Записати формулу, за якою обчислюється швидкість звуку. Як залежить швидкість звуку від середовища? Опустимо в посудину з водою ручний годинник і розташуємо вухо на деякій відстані. Найкраща чутність при куті нахилу картону 450. Звук майже не чутний. Чому відбувається посилення звуку?

"Швидкість поширення звуку" - У твердих тілах ще швидше. Назвіть одиниці гучності та рівня гучності. Від чого залежить гучність звуку? Як впливає на здоров'я людини систематичну дію гучних звуків? Чим визначається висота звуку? Що таке основний тон та обертони звуку? Швидкість звуку у повітрі» 330 м/с.

Всього у темі 34 презентації

>>Фізика: Гучність та висота звуку. Відлуння

Слухові відчуття, які викликають різні звуки, багато в чому залежать від амплітуди звукової хвилі та її частоти. Амплітуда та частота є фізичними характеристиками звукової хвилі. Цим фізичним характеристикам відповідають певні фізіологічні характеристики, пов'язані з нашим сприйняттям звуку. Такими фізіологічними характеристиками є гучність та висота звуку.

Гучністьзвуку визначається його амплітудою: чим більше амплітуда коливань у звуковій хвилі, тим гучніший звук. Так, коли коливання камертону, що звучить, згасають, разом з амплітудою зменшується і гучність звуку. І навпаки, вдаривши по камертону сильніше і тим самим збільшивши амплітуду його коливань, ми викличемо і гучніший звук.

Гучність звуку залежить також від того, наскільки чутливе наше вухо до цього звуку. Найбільшою чутливістю людське вухо має звукові хвилі з частотою 1-5 кГц.

Вимірюючи енергію, що переноситься звуковою хвилею за 1 с через поверхню площею 1 м 2 ми знайдемо величину, звану інтенсивністю звуку.

Виявилося, що інтенсивність найгучніших звуків (у яких виникає відчуття болю) перевищує інтенсивність найслабших звуків, доступних сприйняттю людини. в 10 трильйонів разів! У цьому сенсі людське вухо виявляється набагато досконалішим пристроєм, ніж будь-який із звичайних вимірювальних приладів. Жодним їх настільки широкий діапазон значень виміряти неможливо (у приладів він рідко перевищує 100).

Одиницю гучності називають соном(Від латинського "сонус" - звук). Гучністю в 1 сон має приглушену розмову. Тикання годинника характеризується гучністю близько 0,1 сон. звичайна розмова - 2 сон, стукіт друкарської машинки - 4 сон, гучний вуличний шум - 8 сон. У ковальському цеху гучність сягає 64 сон, але в відстані 4 м від працюючого двигуна реактивного літака - 256 сон. Звуки ще більшої гучності починають викликати болючі відчуття.
Гучність людського голосу можна збільшити за допомогою мегафону. Він являє собою конічний рупор, що приставляється до рота людини, що говорить (рис. 54). Посилення звуку у своїй відбувається завдяки концентрації випромінюваної звукової енергії у бік осі рупора. Ще більшого збільшення гучності можна досягти за допомогою електричного мегафону, рупор якого з'єднаний із мікрофоном та спеціальним транзисторним підсилювачем.

Рупор можна застосовувати і для посилення звуку, що приймається. Для цього його слід приставити до вуха. У старі часи (коли ще не було спеціальних слухових апаратів) цим часто користувалися люди, які погано чули.

Рупори використовувалися і в перших апаратах, призначених для запису та відтворення звуку.

Механічний запис звуку було винайдено 1877 р. Т. Едісоном (США). Сконструйований ним апарат називався фонографом. Один зі своїх фонографів (рис. 55) він надіслав Л. Н. Толстому.

Основними частинами фонографа є валик 1, покритий олов'яною фольгою, і мембрана 2, з'єднана з голкою сапфіру. Звукова хвиля, діючи через рупор на мембрану, змушувала голку вагатися і то сильніше, то слабше вдавлюватися у фольгу. При обертанні ручки валик (вісь якого мала різьблення) як обертався, а й переміщався у горизонтальному напрямі. На фользі у своїй виникала гвинтова канавка змінної глибини. Щоб почути записаний звук, голку встановлювали спочатку канавки і валик обертали ще раз.

Згодом валик, що обертається, у фонографі був замінений плоскою круглою пластиною і борозну на ній стали наносити у вигляді спіралі, що згортається. Так з'явилися грамофонні платівки.

Окрім гучності, звук характеризується висотою. Висотазвуку визначається його частотою: чим більша частота коливань у звуковій хвилі, тим вищий звук. Коливанням невеликої частоти відповідають низькі звуки, коливанням великої частоти – високі звуки.

Так, наприклад, джміль махає в польоті своїми крильцями з меншою частотою, ніж комар: у джмеля вона становить 220 помахів на секунду, а у комара - 500-600. Тому політ джмеля супроводжується низьким звуком (дзижчанням), а політ комара - високим (писком).

Звукову хвилю певної частоти інакше називають музичний тон.Тому про висоту звуку часто говорять як про висоту тону.
Основний тон з "домішкою" кількох коливань інших частот утворює музичний звук. Наприклад, звуки скрипки і піаніно можуть включати до 15-20 різних коливань. Від складу кожного складного звуку залежить його тембр.

Частота вільних коливань струни залежить від її розмірів та натягу. Тому, натягуючи струни гітари за допомогою кілочків і притискаючи їх до грифу гітари в різних місцях, ми змінимо їхню власну частоту, а отже, і висоту звуків, що видаються ними.

У таблиці 5 наведено частоти коливань звуках різних музичних інструментів.

Діапазони частот, які відповідають голосам співаків та співачок, можна знайти в таблиці 6.


При звичайній мові у чоловічому голосі зустрічаються коливання із частотою від 100 до 7000 Гц, а жіночому - від 200 до 9000 Гц. Найбільш високочастотні коливання входять до складу звуку згоди "с".

Характер сприйняття звуку багато в чому залежить від планування приміщення, де слухається мова чи музика. Пояснюється це тим, що в закритих приміщеннях слухач сприймає, крім прямого звуку, ще й злитий ряд швидко наступних один за одним його повторень, викликаних багаторазовими відображеннями звуку від предметів, стін, стелі і підлоги, що знаходяться в приміщенні.

Збільшення тривалості звуку, викликане його відбиттям від різних перешкод, називається реверберацією. Реверберація велика у порожніх приміщеннях, де вона призводить до гучності. І навпаки, приміщення з м'якою оббивкою стін, драпіруванням, шторами, м'якими меблями, килимами, а також наповнені людьми добре поглинають звук, і тому реверберація в них незначна.

Відображенням звуку пояснюється і луна. Відлуння- Це звукові хвилі, відбиті від будь-якої перешкоди (будівель, пагорбів, лісу тощо) і повернулися до свого джерела. Якщо до нас доходять звукові хвилі, послідовно відбилися від кількох перешкод і розділені інтервалом часу t>50 - 60 мс, виникає багаторазове луна. Деякі з таких луна набули всесвітньої популярності. Так, наприклад, скелі, розкинуті у формі кола біля Адерсбаха в Чехії, у певному місці триразово повторюють 7 складів, а в замку Вудсток в Англії луна чітко повторює 17 складів!

Назва "луна" пов'язана з ім'ям гірської німфи Ехо, яка, згідно з давньогрецькою міфологією, була невідповідно закохана в Нарциса. Від туги за коханим Ехо висохла і скам'яніла, так що від неї залишився лише голос, здатний повторювати закінчення сказаних у її присутності слів.

??? 1. Чим визначається гучністьзвуку? 2. Як називається одиниця гучності? 3. Чому після удару молоточком по камертону його звук поступово стає все тихішим і тихішим? 4. Чим визначається висота звуку? 5. З чого "складається" музичний звук? 6. Що таке луна? 7. Розкажіть про принцип дії фонографа Едісона.

С.В. Громов, Н.А. Батьківщина, Фізика 8 клас

Надіслано читачами з інтернет-сайтів

Уроки фізики, програми фізики, фізика реферати, фізика тести, курс фізики, підручники з фізики, фізика в школі, розробка уроків фізика, календарно тематичне планування з фізики

Говорячи про будову слухового апарату, ми поступово переходимо до принципу аналізу мозком отриманого сигналу від слухового равлика. У чому полягає? І як мозок розшифровує його? Як він визначає висоту тону звуку? Сьогодні ми якраз поговоримо про останнє, бо в ньому автоматично розкриваються відповіді на перші два питання.

Слід зазначити, що мозок визначає лише періодичні синусоїдальні компоненти звуку. Сприйняття висоти тону людиною так само залежить від гучності та тривалості. Минулої статті ми говорили про базилярну мембрану та її будову. Як відомо, вона має неоднорідність за жорсткістю будови. Це дозволяє їй механічно розбивати звук на компоненти, які мають особливе місце розміщення її поверхні. Звідки волоскові клітини пізніше подають сигнал у мозок. Через цю особливість будови мембрани, «звукова» хвиля, що пробігає її поверхнею, має різні максимуми: низькі частоти – поблизу вершини мембрани, високі – біля овального вікна. Мозок автоматично намагається визначити висоту цієї «топографічної карті», знаходячи на ній локалізацію фундаментальної частоти. Цей метод можна асоціювати із багатосмуговим фільтром. Звідси взято теорію «критичних смуг», яку ми обговорювали раніше:

Але ж це не єдиний підхід! Другий спосіб - це визначення висоти тону за гармоніками: якщо знайти мінімальну частотну різницю між ними, то вона завжди дорівнює фундаментальній частоті - [( n +1) f 0 - (nf 0)] = f 0, де n - Номери гармонік. А також разом з ним використовується і третій метод: знаходження загального співмножника від розподілу всіх гармонік на послідовні числа та, штовхаючись від нього, визначається висота звуку. Експерименти повністю підтвердили обґрунтованість цих способів: слухова система, знаходячи максимуми гармонік, проводить над ними обчислювальні операції і якщо навіть вирізати основний тон або розставити гармоніки в непарній послідовності, при якому метод 1 і 2 не допоможуть, то людина визначає висоту звуку 3 методом.

Але як виявилось – це не всі можливості мозку! Було проведено хитрі експерименти, які здивували вчених. Справа полягає в тому, що три методи працюю лише з першими 6-7 гармоніками. Коли у кожну «критичну смугу» потрапляє по одній гармоніці звукового спектру мозок спокійно «визначає» їх. Але варто, яким гармоніками знаходитися настільки близько один до одного, що в одну область слухового фільтра потрапляє їх кілька, то мозок їх розпізнає гірше або взагалі не визначає: це ставитися до звуків з гармоніками вище сьомої. Ось тут вступає четвертий метод - метод "часу": мозок починає аналізувати час надходження сигналів з органу Корті з фазою коливання всієї базилярної мембрани. Цей ефект отримав назву «замикання фази». Справа полягає в тому, що при коливанні мембрани, коли вона рухається у бік волоскових клітин, ті стикаються з нею, утворюючи нервовий імпульс.
Під час руху назад, жодного електричного потенціалу не з'являється. З'являється взаємозв'язок – час між імпульсами в будь-якому окремому волокні дорівнюватиме цілому числу 1, 2, 3 і так далі, помноженому на період в основній звуковій хвилі f = nT . Як це допомагає в роботі в купе разом із критичними смугами? Дуже просто: ми знаємо, що коли дві гармоніки знаходяться настільки близько, що потрапляють в одну «частотну область», то між ними виникає ефект «биття» (яку музиканти чують при налаштуванні інструмента) – це просто одне коливання із середньою частотою, що дорівнює різниці частот. При цьому період у них буде T = 1/f 0. Таким чином, всі періоди вище шостої гармоніки однакові або мають розряд у ціле число, тобто значення n/f 0. Далі мозок легко вираховує частоту основного тону.