Конспект урока физики в 9 классе по теме: Высота, громкость, тембр звука

Урок физики в 9 классе. Тема урока: Высота, громкость, тембр звука.

Урок изучения нового материала.
Цель: знакомство с природой звука, его основными характеристиками, выяснение зависимости высоты звука от частоты колебаний, громкости от амплитуды колебаний.
I. Организационный момент урока.
II. Актуализация прежних знаний обучающихся.
Звуки – с древнейших времен средство связи и общения людей.
Человек живет в мире звуков. Звук-это то, что слышит ухо. Мы слышим голоса людей, пение птиц, звуки музыкальных инструментов, шум леса, гром вовремя грозы. Услышав какой-то звук, мы обычно можем установить, что он дошел до нас от какого-то источника.
- Приведите примеры источников звука
- Каким общим свойством обладают все источники звука?
Рассматривая источник, мы всегда найдем в нем что-то колеблющееся. Если, например, звук исходит от динамика, то в нем колеблется мембрана - легкий диск, закрепленный по его окружности. Если звук издает музыкальный инструмент, то источник звука- это колеблющаяся струна, колеблющийся столб воздуха и др. (показать на инструменте, динамике)
- Какие механические колебания называют звуковыми?
- Что такое частота колебаний?
- В каких единицах измеряется частота колебаний?
Поясните, что означает частота колебаний 1 Гц? 5Гц? 20 Гц?
- Что называют амплитудой колебаний?
- В каких средах распространяется звук? Может ли звук распространятся в безвоздушном пространстве?

III. Формирование новых понятий и способов действий

1.Слух и голос
И так, мы с вами уже знаем, что звуки или звуковые волны это продольные механические волны, которые могут распространяться в упругой среде. Образующиеся в воздухе или другой среде сгущения и разряжения частиц распространяются и вызывают у человека слуховые ощущения.
Человек способен слышать т.е. воспринимать широкий диапазон звуков; он способен говорить, петь т.е. воспроизводить звуки, способен чувствовать ритм , подчинять свои движения ритму.
Мы выделим у человека два биофизических блока: ухо – звукоприемник и источник голоса.
Ухо – универсальный звукоприемник. Оно сконцентрировало в себе, всю гамму « профессий»: анализатора- разделителя звуков по частотам, резонатора- системы, которая усиливает звук, «ремонтника» испорченных звуков; плюс ко всему оно обладает высокой экономичностью т.е. обеспечивает минимальные затраты энергии на передачу звука в мозг.
Этот замечательный прибор устроен так:
В органе слуха различают наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо- это ушная раковина и начало слухового прохода до барабанной перепонки. За ней область среднего уха: барабанная полость, заполненная воздухом и три слуховые косточки. Первая из них молоточек, одним концом сочленена с барабанной перепонкой, другим – со второй косточкой – наковальней. Наковальня соединена с третьей косточкой- стременем, которая упирается в перепонку, отделяющую среднее ухо от внутреннего. Молоточек, наковальня и стремя – это своеобразный рычажный механизм, передающий колебания барабанной перепонке во внутреннее ухо. Внутреннее ухо (лабиринт)- это полость, свернутая улиткой и наполненная жидкостью (лимфой). Внутри лабиринта есть мембрана, соприкасающаяся со слуховыми нервами. При тишине давление воздуха с обеих сторон барабанной перепонки(благодаря наличию евстахиевой трубы) одинаково, и она находится в состоянии покоя. Когда же в наружном ухе давление воздуха увеличивается, барабанная перепонка прогибается внутрь, при этом воздух, находящийся в среднем ухе сжимается. Любое периодическое изменение давления в пределах от 16 Гц до 20000 Гц приводит к периодическим колебаниям барабанной перепонки. Её колебания передаются молоточку, наковальне и стремени. Стремя передает колебания перепонке, отделяющей внутреннее ухо от среднего. В жидкости лабиринта возникают упругие волны, и они приводят в движение мембрану улитки. Мембрана соприкасается с кончиками нервных корешков, которые передают раздражения в мозг. Эти раздражения и воспринимаются мозгом как звук.
(Можно привести пример с собакой, которая сидит с вами рядом, когда вы начинаете перечислять все клички, она слушает, но как только вы называете её имя, собака вскакивает с места и начинает вилять хвостом) точно также происходит с отдельными участками мембраны.
Человеческий голос- чудо-звук. Непостижимая тайна: гортань может звучать и иерихонской трубой, и трелью жаворонка. Голос- это средство общения, самовыражения; это смех, плач, шепот, сон, песня, стих, мольба о помощи ….
Голос музыкален сам по себе, а в сочетании со звуком музыкальных инструментов он способен потрясать.
Звук голоса возникает так же, как любой музыкальный звук, извлекаемый на духовом инструменте.
Воздух, которым мы дышим, выходит из легких через дыхательное горло в гортань. В гортани у человека находятся голосовые связки. Под давлением выдыхаемого воздуха они начинают колебаться, и слышится звук. Роль резонатора играют грудь, полость рта и носа. Колеблющиеся голосовые связки образуют звуковую волну. Но для того, чтобы человек произнес букву или слово, необходимо деятельное участие губ, языка, мягкого неба и т.д. Только слаженная работа всех органов голосообразования превращает простые звуки в пение. Мы с удовольствием слушаем песню, игру пианиста. Все эти звуки мы называем музыкой. Но редко встречаются люди, которым приятны визг, скрежет или грохот. В науке музыкальным называется тот звук, в котором изменение акустического давления, воспринимается ухом, упорядоченно, и, кроме того повторяется регулярно, через равные промежутки времени. Звук перестает быть музыкальным и его называют шумом, если звуковое давление изменяется в нем беспорядочно.
2.Тон и тембр

В каждом музыкальном звуке есть тон и тембр. Понятие звуковой тон ввёл в акустику Галилео Галилей. Тон звука определяется частотой, с которой изменяется давление в звуковой волне. Небольшая частота колебаний соответствует низкому тону, большая частота колебаний – высокому тону.
Опыт по рис.
Высота звука зависит от частоты колебаний, чем больше частота колебаний источника звука тем выше издаваемый им звук. (запись в тетрадь)
Высота голоса зависит от длины и натяжения голосовых связок: у мужчин эта длина 18-25 мм, у женщин 15- 20мм. Голоса классифицируются по частотам (отдельно- мужские и женские)

Мужские – бас(80-350Гц), баритон(100-400Гц), тенор(130-500Гц);

Женские – контральто(170-780Гц), меццо-сопрано(200-900Гц), сопрано(250-1000Гц), колоратурное сопрано(260-1400Гц).
Прослушивание голосов каждой группы.
Если бы вибрирующие тела создавали при звучании в каждый момент только один тон, мы не смогли бы отличить голос одного человека от голоса другого, а все музыкальные инструменты звучали бы для нас одинаково. Всякое вибрирующее тело создает одновременно звуки нескольких тонов и при этом различной силы. Самый низкий из них называется основным тоном; более высокие тона, сопровождающие основной – обертонами. В совместном звучании основной тон и обертоны создают тембр звука. Каждому музыкальному инструменту, каждому человеческому голосу присущ свой тембр, своя «окраска» звука.
Тембр(французский )- звуковая окраска.
3.Громкость звука
Чтобы выяснить от чего зависит громкость звука, проведем опыт.
Ударим молоточком по ветви камертона. Ветви камертона приходят в колебательное движение. Слышен негромкий звук. Звук камертона постепенно затихает. Это происходит вместе с затуханием колебаний т.е. со с падением амплитуды. Ударив по камертону сильнее т.е. сообщив колебаниям большую амплитуду, мы услышим более громкий звук. То же можно наблюдать и со струной и вообще со всяким источником звука.
Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук.(запись в тетрадь)
( звучание и колебание динамика)
В рассмотренном опыте частоты колебаний обоих звуков - тихого и громкого – одинаковы, т.к. их источником является один и тот же камертон. Но если бы мы сравнивали звуки разных частот, то кроме амплитуды колебаний нам пришлось бы учитывать ещё один фактор, влияющий на громкость. Дело в том, что чувствительность человеческого уха к звукам разной частоты различна. При одинаковых амплитудах как более громкие мы воспринимаем звуки, частоты которых лежат в пределах от 1000 до 5000 Гц. Поэтому, высокий женский голос с частотой 1000Гц будет для нашего уха громче низкого мужского с частотой 200Гц, даже если амплитуды колебаний голосовых связок в обоих случаях одинаковы.
Громкость звука зависит также от его длительности и от индивидуальных особенностей слушателя.

Любая физическая величина должна быть измерена. За единицу громкости принят – 1 сон. 1 сон – небольшая единица. Этому значению соответствует тихий разговор. Используют единицу громкости – фон, бел
На практике громкость звука принято характеризовать уровнем громкости звука, измеряемую в дБ.(десятая часть бела)
4.Шкала звука в дБ по Н.Ф.Реймерсу Сравнительная шкала звука в дБ (по Н.Ф. Реймерсу)
0-5 дБ – зимний лес в безветренную погоду
15-20 дБ – шепот на расстоянии в 1 м
30 дБ – звуки сельской местности, где не работают механизмы
40 дБ – шум в читальном зале, человеческая речь
60 дБ – крик
60-65 дБ – шум в машинном бюро
70-75 дБ – шум в салоне едущего легкового автомобиля
До 80 дБ уровень шума считается допустимым
85-90 дБ – работа отбойного молотка, шум электропоезда
100 дБ- работа тяжелого грузовика на расстоянии в 1-2м
110 дБ – шум от игры поп-группы возле сцены
До 110 дБ уровень шума считается предельно допустимым
135 дБ – раскат грома над головой во время грозы
140 дБ – взлет реактивного самолета на расстоянии в 25 м
160 дБ – выстрел из винтовки над головой
170 дБ – выстрел из артиллерийского орудия

5.Шум и борьба с ним
Шумом называют любые звуки, выходящие за рамки звукового комфорта и вызывающие неприятные ощущения. Это одна из форм физического (волнового) загрязнения окружающей среды. С развитием промышленности и современного скоростного транспорта появилась новая проблема – борьба с шумом. Возникло даже новое понятие «шумовое загрязнение» среды обитания. Адаптироваться к шуму практически невозможно. Шум , громкие звуки не просто надоедают и утомляют – они могут серьезно подорвать здоровье. Особенно тяжело переносятся внезапные звуки высокой частоты. Шум более 90 дБ постепенно вызывает ослабление слуха, нервно-психический стресс, язвенную болезнь, ПОВЫШАЕТСЯ АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ, АГРЕССИВНОСТЬ, ЗВУК ВЫШЕ 110дБ ведет к шумовому опьянению, затем к разрушению тканей слухового аппарата. Мужчины более устойчивы к сильному резкому шуму, женщины к бытовому.
С шумом борются простыми административными мерами. В городах запрещено пользоваться автомобильными сигналами, отмены полетов самолетов над городом. Борются с шумами и с помощью технических устройств. Так все автомобили, тракторы, мотоциклы снабжены глушителями. Для выхлопных газов сооружают сложный металлический лабиринт с перегородками и отверстиями, в которых звуковая волна теряет энергию. Кто хотя бы раз слышал рев мотоцикла без глушителя, хорошо представляет себе насколько успешно глушитель справляется со своей задачей.
6.Влияние музыки на организм человека
1) отрицательное воздействие
Вероятно, самым древним механизмом влияния музыки на живые системы является синхронизация (или десинхронизация) музыкальных ритмов и внутренних биоритмов организма. Не случайно примитивные племена категорически предпочитают «музыку», состоящую практически из одного или многих, накладывающийся друг на друга, ритмов. Группы молодых обезьян (павианы, гамадрилы и пр.) любят постучать палками все вместе. Очень их это «заводит»... А потом, между прочим, идут к старшим обезьянам задираться или к самкам приставать... Вам это ничего не напоминает? В начале девяностых годов путем биохимических исследований было показано, что ритмы тяжелого рока вызывают в мозгу синтез очень сложных органических веществ, действие которых аналогично действию «внешних» наркотиков. Привычка к этому «кайфу» со временем приводит к обычной физиологической зависимости, т.е. человеку надо еще и еще ЭТО слушать. И ничего другого слушать он уже не хочет, да и не может, так как «кайф не тот». Западные медики ввели в свой лексикон новый диагноз - "мyзыкальный наpкоман". Швейцаpские yченые доказали, что после pок-концеpта побывавшие на нем слyшатели pеагиpyют на pаздpажители в 3-5 pаз хyже, чем обычно. Пpофессоp Б.Раyх yтвеpждает, что пpослyшивание pок-мyзыки вызывает выделение так называемых стpесс-гоpмонов, котоpые стиpают значительнyю часть хpанившейся инфоpмации в мозгy. Разpyшительное воздействие на человеческий оpганизм оказывают свеpхгpомких звyки - подобнyю мyзыкy специалисты называют "мyзыкой-yбийцей", "звyковым ядом". Рyсский психолог Д.Азаpов однажды пpизнался: "Мне удалось выделить сочетание нот, сходное для всех случаев самоубийства pок-музыкантов. Когда я несколько pаз прослушал эту музыкальную фразу, то ощутил такой прилив мрачного настроения, что сам был готов полезть в петлю.
2) положительное влияние
Особое внимание, как уже отмечалось выше, уделяется воздействию мyзыки великих гениев-классиков и вообще классической мyзыки на живые организмы. Вот лишь некоторые наблюдения. Создатель музыкальной фармакологии американский учёный Роберт Шофлеp предписывает с лечебной целью слушать все симфонии Чайковского и увертюры Моцарта, а также "Лесного царя" Шуберта .Шофлеp yтвеpждает, что эти произведения способствуют ускорению выздоровления. Ученые из Самарканда пришли к выводу, что звyки флейты-пиккало и кларнета улучшают кровообращение, а медленная и не громкая мелодия струнных инструментов снижает кровяное давление. По мнению французских учёных, "Дафнис и хлоя" Равеля может быть прописан лицам, страдающим алкоголизмом, а музыка Генделя "стабилизирует" поведение шизофреников. Михаил Лазарев, врач педиатр, директор детского центра восстановительного лечения, описывает, какое влияние оказывает музыка на беременных женщин.
Проводился эксперимент исследователями Калифорнийского университета. Интересным фактом явилось то, что музыка Моцарта повышала умственные способности y всех участников эксперимента - как y тех, кто любит Моцарта, так и y тех, комy она не нравится. Установлено, что лирические напевы Чайковского, мазурки Шопена, рапсодии Листа помогают одолеть трудности, превозмочь боль, обрести душевную стойкость.
Вообще, растения и животные предпочитают гармоничную мyзыкy. Например, дельфины с удовольствием слушают классическую мyзыкy, особенно Баха; услышав классические произведения, акулы собираются со всего океанского побережья (что случилось в ходе эксперимента); растения и цветы под классическую мyзыкy быстрее расправляют свои листья и лепестки.
Каждый человек волен выбирать, что ему ближе. И, все же, чтоб k уберечь себя и нашу Землю от разрушения, нужно наполнять окружающий мир прекрасным с помощью живописи, мyзыки и других видов искусства. И гармоничная музыка явится особой панацеей от многих бед, ибо ее звyки, проникающие всюду способны сделать мир прекрасней, а человека - совершенней.
IV. Физкультминутка
V. Формирование умений и навыков
Вопросы и упражнения §35-36
VI. Проверка усвоения изученного материала (небольшой тест)
VII. Подведение итогов урока. Рефлексия.
VIII. Домашнее задание §35-36,подготовить небольшие сообщения о влиянии музыки на организм, о любимых исполнителях

Конспект урока физики в 9 классе по теме: Высота, громкость, тембр звука

Рекомендуем посмотреть:

Похожие статьи: