ฟิสิกส์ 9 แหล่งกำเนิดเสียง การสั่นของเสียง เสียงสั่นสะเทือนและคลื่น

แหล่งกำเนิดเสียง การสั่นสะเทือนของเสียง

มนุษย์อาศัยอยู่ในโลกแห่งเสียง เสียงสำหรับมนุษย์เป็นแหล่งข้อมูล เขาเตือนผู้คนเกี่ยวกับอันตราย เสียงเพลงนกร้องทำให้เราเพลิดเพลิน เรายินดีรับฟังคนที่มีน้ำเสียงไพเราะ เสียงมีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัตว์ด้วย ซึ่งการตรวจจับเสียงที่ดีจะช่วยให้พวกมันมีชีวิตรอดได้

เสียง– สิ่งเหล่านี้คือคลื่นยืดหยุ่นเชิงกลที่แพร่กระจายในก๊าซ, ของเหลว, ของแข็ง ซึ่งมองไม่เห็นแต่หูมนุษย์รับรู้ได้ (คลื่นกระทบแก้วหู) คลื่นเสียงเป็นคลื่นตามยาวของการบีบอัดและการทำให้บริสุทธิ์

เหตุผลเรื่องเสียง- การสั่นสะเทือน (การสั่น) ของร่างกาย แม้ว่าการสั่นสะเทือนเหล่านี้มักจะมองไม่เห็นด้วยตาของเรา

ส้อม- นี้ รูปตัวยู แผ่นเหล็ก ซึ่งปลายอาจสั่นสะเทือนได้หลังจากถูกกระแทก ที่ตีพิมพ์ ส้อมเสียงเสียงเบามากและสามารถได้ยินได้ในระยะใกล้เท่านั้น เครื่องสะท้อนเสียง- กล่องไม้ที่สามารถติดตั้งส้อมเสียงได้เพื่อขยายเสียง ในกรณีนี้ การปล่อยเสียงเกิดขึ้นไม่เพียงแต่จากส้อมเสียงเท่านั้น แต่ยังมาจากพื้นผิวของเครื่องสะท้อนเสียงด้วย อย่างไรก็ตาม ระยะเวลาของเสียงของส้อมเสียงบนเครื่องสะท้อนเสียงจะสั้นกว่าที่ไม่มีเสียงดังกล่าว

ถ้าเราสร้างสุญญากาศ เราจะแยกแยะเสียงได้หรือไม่? Robert Boyle วางนาฬิกาในขวดแก้วในปี 1660 หลังจากสูบลมออกมา เขาไม่ได้ยินเสียงใดๆ ประสบการณ์พิสูจน์ให้เห็นว่า จำเป็นต้องมีสื่อในการเผยแพร่เสียง.

เสียงสามารถเดินทางผ่านสื่อของเหลวและของแข็งได้ ได้ยินเสียงกระทบจากหินใต้น้ำอย่างชัดเจน ให้วางนาฬิกาไว้ที่ปลายด้านหนึ่ง ไม้กระดาน. เมื่อวางหูไว้ที่ปลายอีกข้างหนึ่ง คุณจะได้ยินเสียงนาฬิกาเดินอย่างชัดเจน

แหล่งกำเนิดเสียงจำเป็นต้องเป็นวัตถุที่สั่น ตัวอย่างเช่น สายบนกีตาร์ไม่ได้ให้เสียงในสภาวะปกติ แต่เมื่อเราบังคับมันแล้ว การเคลื่อนไหวแบบสั่นคลื่นเสียงถูกสร้างขึ้นได้อย่างไร

อย่างไรก็ตาม ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าไม่ใช่ทุกตัวที่สั่นไหวจะเป็นแหล่งของเสียง ตัวอย่างเช่น น้ำหนักที่แขวนอยู่บนเส้นด้ายจะไม่ส่งเสียง แหล่งกำเนิดเสียง- ร่างกายที่สั่นสะเทือนเช่น สั่นหรือสั่นด้วยความถี่ 16 ถึง 20,000 ครั้งต่อวินาทีคลื่นดังกล่าวเรียกว่า เสียง.ตัวที่สั่นอาจเป็นของแข็ง เช่น เชือกหรือ เปลือกโลก, ก๊าซ เช่น กระแสอากาศในเครื่องดนตรีประเภทลม หรือของเหลว เช่น คลื่นบนน้ำ

เรียกว่าการสั่นที่มีความถี่น้อยกว่า 16 Hz อินฟาเรด. เรียกว่าการสั่นที่มีความถี่มากกว่า 20,000 เฮิรตซ์ อัลตราซาวนด์.

คลื่นเสียง(การสั่นสะเทือนของเสียง) คือการสั่นสะเทือนทางกลของโมเลกุลของสาร (เช่นอากาศ) ที่ส่งผ่านในอวกาศ ลองจินตนาการว่าคลื่นเสียงแพร่กระจายในอวกาศได้อย่างไร เนื่องจากการรบกวนบางประการ (เช่น จากการสั่นของกรวยลำโพงหรือสายกีตาร์) ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวและการสั่นของอากาศ ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ ทำให้เกิดแรงดันตกในบริเวณนี้เนื่องจากอากาศเป็น บีบอัดระหว่างการเคลื่อนไหวทำให้เกิดแรงดันเกิน ดันชั้นอากาศโดยรอบ ชั้นเหล่านี้ถูกบีบอัด ซึ่งในทางกลับกันจะสร้างแรงกดดันส่วนเกินอีกครั้ง ซึ่งส่งผลกระทบต่อชั้นอากาศข้างเคียง ดังนั้น ราวกับว่าเป็นไปตามสายโซ่ การรบกวนเริ่มต้นในอวกาศจะถูกส่งจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง กระบวนการนี้อธิบายกลไกการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในอวกาศ วัตถุที่สร้างความปั่นป่วน (การสั่น) ในอากาศเรียกว่า แหล่งกำเนิดเสียง

แนวคิดที่เราทุกคนคุ้นเคยคือ “ เสียง"หมายถึงเพียงชุดของการสั่นสะเทือนของเสียงที่เครื่องช่วยฟังของมนุษย์รับรู้ได้ เราจะพูดคุยในภายหลังเกี่ยวกับการสั่นสะเทือนที่บุคคลรับรู้และสิ่งใดที่พวกเขาทำไม่ได้

ลักษณะเสียง

การสั่นสะเทือนของเสียง เช่นเดียวกับการสั่นสะเทือนทั้งหมดโดยทั่วไป ดังที่ทราบจากฟิสิกส์ มีลักษณะเฉพาะคือแอมพลิจูด (ความเข้ม) ความถี่ และเฟส

คลื่นเสียงสามารถเดินทางได้หลากหลายระยะทาง สามารถได้ยินเสียงปืนที่ระยะ 10-15 กม. เสียงม้าและสุนัขเห่าที่ระยะ 2-3 กม. และเสียงกระซิบเพียงไม่กี่เมตร เสียงเหล่านี้ถูกส่งผ่านอากาศ แต่ไม่เพียงแต่อากาศเท่านั้นที่สามารถเป็นตัวนำเสียงได้

เมื่อวางหูแนบกับราง คุณจะได้ยินเสียงรถไฟที่กำลังเข้ามาเร็วขึ้นและในระยะไกลมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าโลหะนำเสียงได้เร็วกว่าและดีกว่าอากาศ น้ำยังนำเสียงได้ดี เมื่อดำดิ่งลงไปในน้ำคุณจะได้ยินเสียงหินกระแทกกันอย่างชัดเจนเสียงของก้อนกรวดระหว่างคลื่น

คุณสมบัติของน้ำ - นำเสียงได้ดี - ใช้กันอย่างแพร่หลายในการลาดตระเวนในทะเลระหว่างสงคราม เช่นเดียวกับการวัดความลึกของทะเล

เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการแพร่กระจายของคลื่นเสียงคือการมีสื่อวัสดุอยู่ ในสุญญากาศ คลื่นเสียงจะไม่แพร่กระจาย เนื่องจากไม่มีอนุภาคในนั้นที่ส่งปฏิสัมพันธ์จากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน

ดังนั้นเนื่องจากขาดบรรยากาศ ความเงียบจึงครอบงำบนดวงจันทร์ แม้แต่การตกของอุกกาบาตบนพื้นผิวก็ไม่ได้ยินเสียงของผู้สังเกตการณ์

เกี่ยวกับคลื่นเสียง เป็นสิ่งสำคัญมากที่ต้องพูดถึงคุณลักษณะเช่นความเร็วของการแพร่กระจาย

ในแต่ละสื่อ เสียงเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน

ความเร็วเสียงในอากาศประมาณ 340 เมตร/วินาที

ความเร็วเสียงในน้ำคือ 1,500 เมตร/วินาที

ความเร็วของเสียงในโลหะและเหล็ก - 5,000 m/s

ในอากาศอุ่น ความเร็วของเสียงจะมากกว่าในอากาศเย็น ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทิศทางของการแพร่กระจายของเสียง

ระดับเสียง ระดับเสียง และระดับเสียง

เสียงจะแตกต่างกัน เพื่อกำหนดลักษณะของเสียง จึงมีการใช้ระดับเสียงพิเศษ ได้แก่ ระดับเสียง ระดับเสียง และเสียงต่ำ

ระดับเสียงขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน ยิ่งแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนมากเท่าไร เสียงก็จะดังมากขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ การรับรู้ระดับเสียงด้วยหูของเรายังขึ้นอยู่กับความถี่ของการสั่นสะเทือนในคลื่นเสียงด้วย คลื่นความถี่ที่สูงกว่าจะถูกมองว่าดังกว่า

หน่วยของระดับเสียงคือ 1 เบล (เพื่อเป็นเกียรติแก่อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ ผู้ประดิษฐ์โทรศัพท์) ระดับเสียงคือ 1 B หากพลังเสียงเป็น 10 เท่าของเกณฑ์การได้ยิน

ในทางปฏิบัติ ความดังจะวัดเป็นเดซิเบล (dB)

1 เดซิเบล = 0.1B 10 เดซิเบล - เสียงกระซิบ; 20–30 เดซิเบล - มาตรฐานเสียงรบกวนในที่พักอาศัย

50 dB – การสนทนาระดับเสียงปานกลาง;

70 เดซิเบล – เสียงเครื่องพิมพ์ดีด;

80 เดซิเบล – เสียงเครื่องยนต์รถบรรทุกทำงาน;

120 เดซิเบล – เสียงรถแทรคเตอร์วิ่งที่ระยะ 1 เมตร

130 dB - เกณฑ์ความเจ็บปวด

เสียงดังเกิน 180 dB อาจทำให้แก้วหูแตกได้

ความถี่เสียง ระดับของคลื่นเป็นตัวกำหนดระดับเสียง ยิ่งความถี่การสั่นสะเทือนของแหล่งกำเนิดเสียงสูงเท่าไร เสียงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เสียงของมนุษย์แบ่งออกเป็นหลายช่วงระดับเสียง

เสียงจากที่แตกต่างกัน แหล่งกำเนิด x คือชุดของการสั่นฮาร์มอนิกของความถี่ต่างๆ ส่วนประกอบมากที่สุดช่วงความถี่ต่ำสุด (ความถี่ต่ำสุด) เรียกว่าเสียงพื้นฐาน ส่วนประกอบของเสียงที่เหลือคือเสียงหวือหวา ชุดของส่วนประกอบเหล่านี้สร้างสีสันku เสียงต่ำ ชุดของเสียงหวือหวาในเสียงของคนต่าง ๆ อย่างน้อยก็แตกต่างกันเล็กน้อยสิ่งนี้จะกำหนดเสียงต่ำโดยเฉพาะเสียงเหล่านั้น

ตามตำนาน พีธาโกพีทั้งหมด เสียงดนตรีเรียงกันเป็นแถวแตกซีรีส์นี้แบ่งออกเป็นส่วน - อ็อกเทฟ - และ

อ็อกเทฟ - เป็น 12 ส่วน (7 ส่วนหลักใหม่และ 5 ครึ่งเสียง) มีทั้งหมด 10 อ็อกเทฟ โดยปกติจะใช้ 7–8 อ็อกเทฟในการแสดงดนตรี เสียงที่มีความถี่มากกว่า 3,000 เฮิรตซ์จะไม่ถูกใช้เป็นโทนเสียงดนตรี แต่จะคมและแหลมเกินไป

บทเรียนนี้ครอบคลุมหัวข้อ " คลื่นเสียง" ในบทนี้เราจะศึกษาเกี่ยวกับอะคูสติกต่อไป ขั้นแรก เรามาทำซ้ำคำจำกัดความของคลื่นเสียง จากนั้นพิจารณาช่วงความถี่และทำความคุ้นเคยกับแนวคิดของคลื่นอัลตราโซนิกและคลื่นอินฟราโซนิก นอกจากนี้เรายังจะหารือเกี่ยวกับคุณสมบัติของคลื่นเสียงในสื่อต่างๆ และเรียนรู้ว่าคุณลักษณะของคลื่นเสียงคืออะไร .

คลื่นเสียง -สิ่งเหล่านี้คือการสั่นสะเทือนทางกลที่บุคคลรับรู้การแพร่กระจายและการโต้ตอบกับอวัยวะของการได้ยิน (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. คลื่นเสียง

สาขาวิชาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับคลื่นเหล่านี้เรียกว่าอะคูสติก อาชีพของผู้ที่นิยมเรียกว่า “ผู้ฟัง” คือนักอะคูสติก คลื่นเสียงก็คือคลื่นที่แพร่กระจายในตัวกลางที่ยืดหยุ่นนั่นเอง คลื่นตามยาวและเมื่อมันแพร่กระจายในตัวกลางที่ยืดหยุ่น การบีบอัดและการคายประจุจะสลับกัน มันจะถูกส่งผ่านช่วงเวลาในระยะทาง (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. การแพร่กระจายคลื่นเสียง

คลื่นเสียง ได้แก่ การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นที่ความถี่ตั้งแต่ 20 ถึง 20,000 เฮิรตซ์ สำหรับความถี่เหล่านี้ ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกันคือ 17 ม. (สำหรับ 20 Hz) และ 17 มม. (สำหรับ 20,000 Hz) ช่วงนี้จะเรียกว่าเสียงที่ได้ยิน ความยาวคลื่นเหล่านี้กำหนดให้กับอากาศ ซึ่งมีความเร็วของเสียงเท่ากับ

นอกจากนี้ยังมีช่วงที่นักอะคูสติกจัดการด้วย - อินฟราโซนิกและอัลตราโซนิก อินฟราโซนิคคือคลื่นที่มีความถี่น้อยกว่า 20 เฮิรตซ์ และอัลตราโซนิกคืออันที่มีความถี่มากกว่า 20,000 เฮิรตซ์ (รูปที่ 3)

ข้าว. 3. ช่วงคลื่นเสียง

ผู้มีการศึกษาทุกคนควรคุ้นเคยกับช่วงความถี่ของคลื่นเสียง และรู้ว่าหากไปอัลตราซาวนด์ ภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์จะถูกสร้างขึ้นด้วยความถี่มากกว่า 20,000 เฮิรตซ์

อัลตราซาวนด์ –นี้ คลื่นกลคล้ายกับเสียง แต่มีความถี่ตั้งแต่ 20 kHz ถึงหนึ่งพันล้านเฮิรตซ์

คลื่นที่มีความถี่มากกว่าพันล้านเฮิรตซ์เรียกว่า ไฮเปอร์ซาวด์.

อัลตราซาวนด์ใช้ในการตรวจจับข้อบกพร่องในชิ้นส่วนหล่อ สัญญาณอัลตราโซนิคสั้นๆ จะถูกส่งไปยังชิ้นส่วนที่กำลังตรวจสอบ ในสถานที่ที่ไม่มีข้อบกพร่อง สัญญาณจะผ่านชิ้นส่วนโดยไม่ได้รับการลงทะเบียนจากเครื่องรับ

หากมีรอยแตกช่องอากาศหรือความไม่เป็นเนื้อเดียวกันอื่น ๆ ในส่วนนั้นสัญญาณอัลตราโซนิกจะสะท้อนออกมาจากนั้นและเมื่อกลับมาจะเข้าสู่เครื่องรับ วิธีการนี้เรียกว่า การตรวจจับข้อบกพร่องล้ำเสียง.

ตัวอย่างอื่นๆ ของการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ ได้แก่ เครื่องอัลตราซาวนด์ เครื่องอัลตราซาวนด์ การบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์

อินฟาเรด –คลื่นกลคล้ายกับคลื่นเสียง แต่มีความถี่น้อยกว่า 20 เฮิรตซ์ หูของมนุษย์ไม่รับรู้พวกมัน

แหล่งกำเนิดคลื่นอินฟาเรดตามธรรมชาติ ได้แก่ พายุ สึนามิ แผ่นดินไหว พายุเฮอริเคน ภูเขาไฟระเบิด และพายุฝนฟ้าคะนอง

อินฟราซาวด์ยังเป็นคลื่นสำคัญที่ใช้ในการสั่นสะเทือนพื้นผิว (เช่น เพื่อทำลายวัตถุขนาดใหญ่บางส่วน) เราปล่อยอินฟราซาวด์ลงสู่ดิน - และดินก็แตกสลาย อันนี้ใช้ที่ไหนคะ? ตัวอย่างเช่น ในเหมืองเพชร ซึ่งพวกเขานำแร่ที่มีส่วนประกอบของเพชรมาบดให้เป็นอนุภาคเล็กๆ เพื่อค้นหาเพชรที่เจืออยู่ (รูปที่ 4)

ข้าว. 4. การประยุกต์ใช้อินฟราซาวนด์

ความเร็วของเสียงขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและอุณหภูมิ (รูปที่ 5)

ข้าว. 5. ความเร็วของการแพร่กระจายคลื่นเสียงในสื่อต่างๆ

โปรดทราบ: ในอากาศ ความเร็วของเสียงที่ เท่ากับ และ ที่ ความเร็วจะเพิ่มขึ้นทีละ หากคุณเป็นนักวิจัย ความรู้นี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับคุณ คุณอาจมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิบางประเภทที่จะบันทึกความแตกต่างของอุณหภูมิโดยการเปลี่ยนความเร็วของเสียงในตัวกลาง เรารู้อยู่แล้วว่ายิ่งตัวกลางมีความหนาแน่นมากเท่าใด ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคของตัวกลางก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้น คลื่นก็จะแพร่กระจายเร็วขึ้นเท่านั้น ในย่อหน้าสุดท้าย เราได้พูดถึงเรื่องนี้โดยใช้ตัวอย่างเรื่องแห้งและอากาศ อากาศชื้น. สำหรับน้ำ อัตราเร็วของการแพร่กระจายเสียงคือ หากคุณสร้างคลื่นเสียง (เคาะส้อมเสียง) ความเร็วของการแพร่กระจายในน้ำจะมากกว่าในอากาศถึง 4 เท่า ด้วยน้ำข้อมูลจะเข้าถึงได้เร็วกว่าทางอากาศถึง 4 เท่า และในประเภทเหล็ก มันเร็วยิ่งกว่า: (รูปที่ 6)

ข้าว. 6. ความเร็วการแพร่กระจายคลื่นเสียง

คุณรู้จากมหากาพย์ที่ Ilya Muromets ใช้ (และฮีโร่ทั้งหมด รวมถึงชาวรัสเซียและเด็กผู้ชายทั่วไปจาก RVS ของ Gaidar) ใช้วิธีการที่น่าสนใจมากในการตรวจจับวัตถุที่กำลังเข้ามาใกล้ แต่ยังอยู่ห่างไกล เสียงที่เกิดขึ้นเมื่อเคลื่อนไหวยังไม่ได้ยิน Ilya Muromets หูของเขาแนบพื้นสามารถได้ยินเธอได้ ทำไม เนื่องจากเสียงถูกส่งผ่านพื้นดินแข็งด้วยความเร็วสูงกว่า ซึ่งหมายความว่ามันจะไปถึงหูของ Ilya Muromets เร็วขึ้น และเขาจะสามารถเตรียมพร้อมที่จะพบกับศัตรูได้

คลื่นเสียงที่น่าสนใจที่สุดคือเสียงดนตรีและเสียงต่างๆ วัตถุใดสามารถสร้างคลื่นเสียงได้? ถ้าเราเอาแหล่งกำเนิดคลื่นและตัวกลางยืดหยุ่น ถ้าเราทำให้แหล่งกำเนิดเสียงสั่นสะเทือนอย่างกลมกลืน เราก็จะได้คลื่นเสียงที่ยอดเยี่ยม ซึ่งเรียกว่าเสียงดนตรี แหล่งที่มาของคลื่นเสียงเหล่านี้อาจเป็นได้ เช่น สายของกีตาร์หรือเปียโน นี่อาจเป็นคลื่นเสียงที่สร้างขึ้นในช่องว่างอากาศของท่อ (อวัยวะหรือท่อ) จากบทเรียนดนตรี คุณรู้โน้ต: do, re, mi, fa, sol, la, si ในทางอะคูสติกเรียกว่า โทนเสียง (รูปที่ 7)

ข้าว. 7. โทนเสียงดนตรี

วัตถุทั้งหมดที่สามารถสร้างโทนเสียงได้จะมีคุณสมบัติต่างๆ พวกเขาแตกต่างกันอย่างไร? มีความยาวคลื่นและความถี่ต่างกัน ถ้าคลื่นเสียงเหล่านี้ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นจากร่างกายที่ทำให้เกิดเสียงที่กลมกลืนกันหรือไม่ได้เชื่อมต่อกับวงดนตรีออเคสตราทั่วไปบางประเภท ปริมาณของเสียงดังกล่าวจะเรียกว่าเสียงรบกวน

เสียงรบกวน– การแกว่งแบบสุ่มของต่างๆ ธรรมชาติทางกายภาพโดดเด่นด้วยความซับซ้อนของโครงสร้างขมับและสเปกตรัม แนวคิดเรื่องเสียงรบกวนมีทั้งในบ้านและทางกายภาพ ซึ่งคล้ายกันมาก ดังนั้นเราจึงแนะนำให้เป็นประเด็นสำคัญในการพิจารณาแยกต่างหาก

มาดูการประมาณค่าคลื่นเสียงเชิงปริมาณกันดีกว่า คลื่นเสียงดนตรีมีลักษณะอย่างไร? คุณลักษณะเหล่านี้ใช้กับการสั่นสะเทือนของเสียงฮาร์มอนิกโดยเฉพาะ ดังนั้น, ระดับเสียง. ระดับเสียงถูกกำหนดอย่างไร? ให้เราพิจารณาการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในเวลาหรือการสั่นของแหล่งกำเนิดคลื่นเสียง (รูปที่ 8)

ข้าว. 8. ระดับเสียง

ในขณะเดียวกัน หากเราไม่ได้เพิ่มเสียงให้กับระบบมากนัก (เช่น เรากดคีย์เปียโนเบาๆ) ก็จะมีเสียงเงียบ ถ้าเรายกมือขึ้นเสียงดังเราจะทำให้เกิดเสียงนี้โดยการกดปุ่มเราจะได้เสียงดัง สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับอะไร? เสียงที่เงียบมีแอมพลิจูดของการสั่นน้อยกว่าเสียงดัง

ลักษณะสำคัญรองลงมาของเสียงดนตรีและเสียงอื่นๆ ก็คือ ความสูง. ระดับเสียงขึ้นอยู่กับอะไร? ความสูงขึ้นอยู่กับความถี่ เราสามารถทำให้แหล่งกำเนิดสั่นบ่อยครั้ง หรือจะทำให้แหล่งกำเนิดสั่นไม่เร็วมากก็ได้ (นั่นคือ ทำการสั่นน้อยลงต่อหน่วยเวลา) ลองพิจารณาการกวาดเวลาของเสียงสูงและต่ำที่มีแอมพลิจูดเท่ากัน (รูปที่ 9)

ข้าว. 9. สนาม

สามารถสรุปข้อสรุปที่น่าสนใจได้ หากบุคคลหนึ่งร้องเพลงด้วยเสียงเบส แหล่งกำเนิดเสียงของเขา (สายเสียง) จะสั่นช้ากว่าแหล่งกำเนิดเสียงของบุคคลที่ร้องเพลงโซปราโนหลายเท่า ในกรณีที่สอง เส้นเสียงจะสั่นบ่อยขึ้น และบ่อยครั้งทำให้เกิดการบีบอัดและการคายประจุในการแพร่กระจายของคลื่นบ่อยขึ้น

คลื่นเสียงมีลักษณะที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งที่นักฟิสิกส์ไม่ได้ศึกษา นี้ เสียงต่ำ. คุณรู้จักและแยกแยะเพลงชิ้นเดียวกันที่ใช้กับบาลาไลกาหรือเชลโลได้อย่างง่ายดาย เสียงเหล่านี้หรือประสิทธิภาพนี้แตกต่างกันอย่างไร? ในช่วงเริ่มต้นของการทดลอง เราขอให้คนที่สร้างเสียงทำให้เสียงมีแอมพลิจูดเท่ากันโดยประมาณ เพื่อให้ระดับเสียงเท่ากัน มันเหมือนกับในกรณีของวงออเคสตรา: ถ้าไม่จำเป็นต้องเน้นเครื่องดนตรีใดๆ ทุกคนก็เล่นเท่าๆ กัน ด้วยความแรงเท่ากัน ดังนั้นเสียงร้องของบาลาไลกาและเชลโลจึงแตกต่างกัน หากเราดึงเสียงที่ผลิตจากเครื่องดนตรีชิ้นหนึ่งจากอีกชิ้นหนึ่งโดยใช้แผนภาพ เสียงเหล่านั้นก็จะเหมือนกัน แต่คุณสามารถแยกแยะเครื่องดนตรีเหล่านี้ได้อย่างง่ายดายด้วยเสียงของมัน

อีกตัวอย่างหนึ่งของความสำคัญของเสียงต่ำ ลองนึกภาพนักร้องสองคนที่สำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยดนตรีแห่งเดียวกันโดยมีครูคนเดียวกัน พวกเขาเรียนได้ดีพอๆ กัน โดยมี A ตรง ด้วยเหตุผลบางอย่าง คนหนึ่งกลายเป็นนักแสดงที่โดดเด่น ในขณะที่อีกคนไม่พอใจกับอาชีพการงานของเขามาตลอดชีวิต ในความเป็นจริง สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยเครื่องดนตรีของพวกเขาเท่านั้น ซึ่งทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของเสียงในสภาพแวดล้อม เช่น เสียงของพวกเขาแตกต่างกันในเสียงต่ำ

บรรณานุกรม

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. ฟิสิกส์: หนังสืออ้างอิงพร้อมตัวอย่างการแก้ปัญหา - การแบ่งพาร์ติชันรุ่นที่ 2 - X.: Vesta: สำนักพิมพ์ Ranok, 2548. - 464 หน้า
2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M., ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 9: หนังสือเรียนเพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน/เอ.วี. Peryshkin, E.M. กุตนิค. - ฉบับที่ 14 แบบเหมารวม. - อ.: อีแร้ง, 2552. - 300 น.

1. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต “eduspb.com” ()
2. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "msk.edu.ua" ()
3. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "class-fizika.narod.ru" ()

การบ้าน

1. เสียงเดินทางอย่างไร? แหล่งกำเนิดเสียงคืออะไร?
2. เสียงสามารถเดินทางผ่านอวกาศได้หรือไม่?
3. คลื่นทุกคลื่นที่ไปถึงอวัยวะการได้ยินของบุคคลนั้นเขารับรู้หรือไม่?

เสียง คือ คลื่นเสียงที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของอนุภาคเล็กๆ ของอากาศ ก๊าซอื่นๆ และของเหลว และ สื่อที่เป็นของแข็ง. เสียงสามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีสสาร ไม่ว่ามันจะอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มใดก็ตาม ในสภาวะสุญญากาศที่ไม่มีตัวกลาง เสียงจะไม่แพร่กระจาย เนื่องจากไม่มีอนุภาคที่ทำหน้าที่เป็นตัวกระจายคลื่นเสียง ตัวอย่างเช่นในอวกาศ เสียงสามารถดัดแปลง ดัดแปลง เปลี่ยนให้เป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้ ดังนั้นเสียงจึงแปลงเป็นคลื่นวิทยุหรือ พลังงานไฟฟ้าสามารถส่งสัญญาณในระยะทางและบันทึกลงในสื่อข้อมูลได้

คลื่นเสียง

การเคลื่อนไหวของวัตถุและวัตถุมักทำให้เกิดความผันผวนในสภาพแวดล้อม มันไม่สำคัญว่ามันจะเป็นน้ำหรืออากาศ ในระหว่างกระบวนการนี้ อนุภาคของตัวกลางที่ส่งการสั่นสะเทือนของร่างกายก็เริ่มสั่นสะเทือนเช่นกัน คลื่นเสียงเกิดขึ้น นอกจากนี้การเคลื่อนไหวยังดำเนินไปในทิศทางไปข้างหน้าและข้างหลังโดยค่อยๆ เข้ามาแทนที่กัน ดังนั้นคลื่นเสียงจึงเป็นคลื่นตามยาว ไม่เคยมีการเคลื่อนไหวด้านข้างขึ้นลงเลย

ลักษณะของคลื่นเสียง

เช่นเดียวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพอื่นๆ พวกมันก็มีปริมาณของตัวเองซึ่งสามารถอธิบายคุณสมบัติได้ ลักษณะสำคัญของคลื่นเสียงคือความถี่และแอมพลิจูด ค่าแรกแสดงจำนวนคลื่นที่เกิดขึ้นต่อวินาที ส่วนที่สองกำหนดความแรงของคลื่น เสียงความถี่ต่ำจะมีค่าความถี่ต่ำ และในทางกลับกัน ความถี่ของเสียงวัดเป็นเฮิรตซ์ และหากเกิน 20,000 เฮิรตซ์ ก็จะเกิดอัลตราซาวนด์ มีตัวอย่างเสียงความถี่ต่ำและเสียงความถี่สูงมากมายในธรรมชาติและโลกรอบตัวเรา เสียงร้องของนกไนติงเกล เสียงฟ้าร้อง เสียงคำรามของแม่น้ำบนภูเขา และอื่นๆ ทั้งหมดนี้แตกต่างกัน ความถี่เสียง. แอมพลิจูดของคลื่นโดยตรงขึ้นอยู่กับความดังของเสียง ในทางกลับกัน ระดับเสียงจะลดลงตามระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง ดังนั้น ยิ่งคลื่นอยู่ห่างจากศูนย์กลางของแผ่นดินไหวมากเท่าไร แอมพลิจูดก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความกว้างของคลื่นเสียงจะลดลงตามระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง

ความเร็วเสียง

ตัวบ่งชี้ของคลื่นเสียงนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของสื่อที่แพร่กระจายโดยตรง ทั้งความชื้นและอุณหภูมิอากาศมีบทบาทสำคัญที่นี่ ระหว่างกลาง สภาพอากาศความเร็วของเสียงประมาณ 340 เมตรต่อวินาที ในวิชาฟิสิกส์ มีความเร็วเหนือเสียง ซึ่งมากกว่าความเร็วของเสียงเสมอ นี่คือความเร็วที่คลื่นเสียงเดินทางเมื่อเครื่องบินเคลื่อนที่ เครื่องบินเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเหนือเสียงและยังวิ่งเร็วกว่าคลื่นเสียงที่สร้างขึ้นอีกด้วย เนื่องจากแรงกดดันด้านหลังเครื่องบินค่อยๆ เพิ่มขึ้น จึงเกิดคลื่นเสียงขึ้น หน่วยวัดความเร็วนี้น่าสนใจและมีน้อยคนที่รู้ มันชื่อมัค. 1 มัคเท่ากับความเร็วเสียง ถ้าคลื่นเดินทางด้วยความเร็ว 2 มัค คลื่นจะเดินทางเร็วเป็น 2 เท่าของความเร็วเสียง

เสียง

ใน ชีวิตประจำวันบุคคลมีเสียงดังอยู่ตลอดเวลา ระดับเสียงวัดเป็นเดซิเบล ความเคลื่อนไหวของรถ สายลม เสียงใบไม้ที่พลิ้วไหว เสียงผู้คนที่ประสานกัน และเสียงอื่นๆ เป็นเพื่อนของเราในแต่ละวัน แต่เครื่องวิเคราะห์การได้ยินของมนุษย์มีความสามารถในการทำความคุ้นเคยกับเสียงดังกล่าว อย่างไรก็ตาม ยังมีปรากฏการณ์ที่แม้แต่ความสามารถในการปรับตัวของหูมนุษย์ก็ไม่สามารถรับมือได้ ตัวอย่างเช่น เสียงรบกวนที่เกิน 120 เดซิเบลอาจทำให้เกิดอาการปวดได้ สัตว์ที่ดังที่สุดคือ ปลาวาฬสีน้ำเงิน. เมื่อมีเสียงดังจะได้ยินได้ไกลกว่า 800 กิโลเมตร

เอคโค่

เสียงสะท้อนเกิดขึ้นได้อย่างไร? ทุกอย่างง่ายมากที่นี่ คลื่นเสียงมีความสามารถในการสะท้อนจากพื้นผิวต่างๆ ทั้งจากน้ำ จากหิน จากผนังในห้องว่าง คลื่นนี้กลับมาหาเรา เราจึงได้ยินเสียงรอง มันไม่ชัดเจนเท่าของเดิมเพราะพลังงานบางส่วนในคลื่นเสียงจะกระจายไปขณะเดินทางไปที่สิ่งกีดขวาง

การระบุตำแหน่งเสียงสะท้อน

การสะท้อนเสียงใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติต่างๆ ตัวอย่างเช่น การกำหนดตำแหน่งทางเสียงสะท้อน ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าด้วยความช่วยเหลือของคลื่นอัลตราโซนิกทำให้สามารถกำหนดระยะห่างจากวัตถุที่สะท้อนคลื่นเหล่านี้ได้ การคำนวณทำโดยการวัดเวลาที่อัลตราซาวนด์ใช้ในการเดินทางไปยังสถานที่และเดินทางกลับ สัตว์หลายชนิดมีความสามารถในการระบุตำแหน่งทางเสียงสะท้อน ตัวอย่างเช่น ค้างคาวและโลมาใช้มันเพื่อค้นหาอาหาร Echolocation พบแอปพลิเคชั่นอื่นในการแพทย์ เมื่อตรวจด้วยอัลตราซาวนด์จะเกิดภาพขึ้น อวัยวะภายในบุคคล. พื้นฐานของวิธีการนี้คือ ให้อัลตราซาวนด์เข้าสู่ตัวกลางอื่นที่ไม่ใช่อากาศ แล้วสะท้อนกลับ ทำให้เกิดภาพขึ้นมา

คลื่นเสียงในดนตรี

ทำไมเครื่องดนตรีถึงมีเสียงบางอย่าง? การดีดกีตาร์ การดีดเปียโน เสียงกลองและทรัมเป็ตต่ำ เสียงขลุ่ยอันแผ่วเบาอันมีเสน่ห์ เสียงเหล่านี้และเสียงอื่น ๆ อีกมากมายเกิดขึ้นเนื่องจากการสั่นสะเทือนของอากาศหรืออีกนัยหนึ่งเนื่องจากลักษณะของคลื่นเสียง แต่ทำไมมีเสียง. เครื่องดนตรีหลากหลายมากเหรอ? ปรากฎว่าสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ อย่างแรกคือรูปร่างของเครื่องมือ อย่างที่สองคือวัสดุที่ใช้ทำ

ลองดูสิ่งนี้โดยใช้เครื่องสายเป็นตัวอย่าง พวกมันจะกลายเป็นแหล่งกำเนิดเสียงเมื่อสัมผัสสาย เป็นผลให้พวกมันเริ่มสั่นและส่ง สิ่งแวดล้อมเสียงที่แตกต่าง เสียงต่ำของเครื่องสายใดๆ ก็ตามเกิดจากความหนาและความยาวของสายที่มากกว่า รวมถึงความตึงที่อ่อนลงด้วย และในทางกลับกัน ยิ่งสายยืดออกแน่นเท่าไร สายก็จะบางลงและสั้นลง เสียงที่ได้รับจากการเล่นก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

การกระทำของไมโครโฟน

ขึ้นอยู่กับการแปลงพลังงานคลื่นเสียงเป็นพลังงานไฟฟ้า ในกรณีนี้ความแรงของกระแสและลักษณะของเสียงจะขึ้นอยู่กับโดยตรง ภายในไมโครโฟนจะมีแผ่นบาง ๆ ที่ทำจากโลหะ เมื่อสัมผัสกับเสียงก็เริ่มมีการเคลื่อนไหวแบบสั่น เกลียวที่เชื่อมต่อแผ่นเปลือกโลกก็สั่นสะเทือนเช่นกัน ไฟฟ้า. ทำไมเขาถึงปรากฏตัว? เนื่องจากไมโครโฟนมีแม่เหล็กในตัวด้วย เมื่อเกลียวหมุนไปมาระหว่างขั้ว กระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งไหลไปตามเกลียวแล้วไปยังคอลัมน์เสียง (ลำโพง) หรือไปยังอุปกรณ์สำหรับบันทึกบนสื่อข้อมูล (เทปคาสเซ็ต ดิสก์ คอมพิวเตอร์) อย่างไรก็ตามไมโครโฟนในโทรศัพท์ก็มีโครงสร้างคล้ายกัน แต่ไมโครโฟนทำงานอย่างไรบนโทรศัพท์บ้านและ โทรศัพท์มือถือ? ระยะเริ่มต้นจะเหมือนกันสำหรับพวกเขา - เสียงของมนุษย์ส่งการสั่นสะเทือนไปยังแผ่นไมโครโฟน จากนั้นทุกอย่างจะเป็นไปตามสถานการณ์ที่อธิบายไว้ข้างต้น: เกลียวซึ่งเมื่อเคลื่อนที่จะปิดสองขั้วกระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น อะไรต่อไป? ด้วยโทรศัพท์บ้านทุกอย่างจะชัดเจนไม่มากก็น้อย - เช่นเดียวกับในไมโครโฟนเสียงที่แปลงเป็นกระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านสายไฟ แต่แล้วยังไงล่ะ โทรศัพท์มือถือหรือยกตัวอย่างกับเครื่องส่งรับวิทยุ? ในกรณีเหล่านี้ เสียงจะถูกแปลงเป็นพลังงานคลื่นวิทยุและกระทบกับดาวเทียม นั่นคือทั้งหมดที่

ปรากฏการณ์เรโซแนนซ์

บางครั้งเงื่อนไขจะถูกสร้างขึ้นเมื่อความกว้างของการสั่นสะเทือนของร่างกายเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการบรรจบกันของค่าความถี่ของการสั่นแบบบังคับและความถี่ธรรมชาติของการสั่นของวัตถุ (ตัวเครื่อง) เสียงสะท้อนสามารถเป็นได้ทั้งประโยชน์และโทษ ตัวอย่างเช่น ในการเอารถออกจากหลุม รถจะสตาร์ทและดันไปมาเพื่อทำให้เกิดเสียงสะท้อนและทำให้รถมีความเฉื่อย แต่ก็มีกรณีที่ส่งผลเสียจากการสั่นพ้องเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กเมื่อประมาณหนึ่งร้อยปีที่แล้ว สะพานแห่งหนึ่งพังถล่มลงมาภายใต้ทหารที่เดินขบวนพร้อมเพรียงกัน

ก่อนจะเข้าใจว่ามีแหล่งกำเนิดเสียงอะไร ลองคิดดูว่าเสียงคืออะไร? เรารู้ว่าแสงก็คือรังสี เมื่อสะท้อนจากวัตถุ รังสีนี้เข้าสู่ดวงตาของเราและเราสามารถมองเห็นได้ รสและกลิ่นเป็นอนุภาคเล็กๆ ของร่างกายที่ตัวรับของเรารับรู้ เสียงนี้เป็นสัตว์ชนิดใด?

เสียงถูกส่งผ่านอากาศ

คุณคงเคยเห็นวิธีการเล่นกีตาร์แล้ว บางทีคุณอาจทำสิ่งนี้ได้ด้วยตัวเอง สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งคือเสียงที่สายสร้างขึ้นในกีตาร์เมื่อคุณดึงสายเหล่านั้น ถูกตัอง. แต่ถ้าคุณวางกีตาร์ไว้ในสุญญากาศแล้วดึงสายออกได้ คุณจะแปลกใจมากที่กีตาร์ไม่มีเสียงใดๆ

การทดลองดังกล่าวดำเนินการกับวัตถุต่างๆ มากมาย และผลลัพธ์ก็เหมือนเดิมเสมอ คือ ไม่มีเสียงใดได้ยินในอวกาศที่ไม่มีอากาศ ข้อสรุปเชิงตรรกะตามมาว่าเสียงถูกส่งผ่านอากาศ ดังนั้นเสียงจึงเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับอนุภาคของอากาศและวัตถุที่สร้างเสียง

แหล่งกำเนิดเสียง - ตัวสั่น

ไกลออกไป. จากการทดลองต่างๆ มากมาย จึงเป็นไปได้ที่จะระบุได้ว่าเสียงนั้นเกิดขึ้นเนื่องจากการสั่นสะเทือนของร่างกาย แหล่งกำเนิดเสียงคือร่างกายที่สั่นสะเทือน การสั่นสะเทือนเหล่านี้ถูกส่งผ่านโดยโมเลกุลของอากาศและหูของเรา โดยรับรู้การสั่นสะเทือนเหล่านี้ และตีความให้เป็นความรู้สึกของเสียงที่เราเข้าใจ

ตรวจสอบได้ไม่ยาก หยิบแก้วหรือแก้วคริสตัลมาวางบนโต๊ะ แตะเบา ๆ ด้วยช้อนโลหะ คุณจะได้ยินเสียงบางยาว ตอนนี้ใช้มือแตะกระจกแล้วเคาะอีกครั้ง เสียงจะเปลี่ยนและสั้นลงมาก

ตอนนี้ให้หลายๆ คนเอามือพันรอบกระจกให้สนิทที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ พร้อมกับก้าน พยายามอย่าให้เหลือพื้นที่ว่างแม้แต่จุดเดียว ยกเว้นที่เล็กๆ สำหรับการตีด้วยช้อน ชนแก้วอีกครั้ง คุณแทบจะไม่ได้ยินเสียงใด ๆ และเสียงที่จะดังจะเบาและสั้นมาก สิ่งนี้หมายความว่า?

ในกรณีแรก หลังจากการกระแทก กระจกจะสั่นอย่างอิสระ แรงสั่นสะเทือนก็ถูกส่งไปในอากาศและไปถึงหูของเรา ในกรณีที่สอง การสั่นสะเทือนส่วนใหญ่ถูกมือของเราดูดซับ และเสียงจะสั้นลงมากเมื่อการสั่นสะเทือนของร่างกายลดลง ในกรณีที่สาม การสั่นสะเทือนของร่างกายเกือบทั้งหมดถูกดูดซับโดยมือของผู้เข้าร่วมทุกคนในทันที และร่างกายแทบไม่สั่นสะเทือน จึงแทบไม่มีเสียงเลย

เช่นเดียวกับการทดลองอื่นๆ ทั้งหมดที่คุณสามารถคิดและดำเนินการได้ การสั่นสะเทือนของร่างกายที่ส่งผ่านไปยังโมเลกุลของอากาศจะถูกรับรู้โดยหูของเราและสมองจะตีความ

การสั่นของเสียงในความถี่ต่างๆ

เสียงจึงสั่นสะเทือน แหล่งกำเนิดเสียงส่งการสั่นสะเทือนของเสียงผ่านอากาศมาสู่เรา เหตุใดเราจึงไม่ได้ยินเสียงการสั่นสะเทือนของวัตถุทั้งหมด? เพราะการสั่นสะเทือนมีความถี่ต่างกัน

เสียงที่หูของมนุษย์รับรู้ได้คือเสียงที่สั่นสะเทือนด้วยความถี่ประมาณ 16 เฮิรตซ์ ถึง 20 เฮิรตซ์ เด็กได้ยินเสียงที่มีความถี่สูงกว่าผู้ใหญ่ และช่วงการรับรู้ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ โดยทั่วไปจะแตกต่างกันอย่างมาก

แหล่งกำเนิดเสียง

การสั่นสะเทือนของเสียง

สรุปบทเรียน

1.ช่วงเวลาขององค์กร

สวัสดีทุกคน! บทเรียนของเรามีการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติอย่างกว้างขวางในการฝึกฝนในชีวิตประจำวัน ดังนั้นคำตอบของคุณจะขึ้นอยู่กับทักษะการสังเกตในชีวิตและความสามารถในการวิเคราะห์การสังเกตของคุณ

2. การทำซ้ำความรู้พื้นฐาน

สไลด์หมายเลข 1, 2, 3, 4, 5 จะแสดงบนหน้าจอโปรเจ็กเตอร์ (ภาคผนวก 1)

พวกคุณนี่คือปริศนาอักษรไขว้หลังจากไขปริศนาแล้วคุณจะได้เรียนรู้คำสำคัญของบทเรียน

ส่วนที่ 1:ตั้งชื่อปรากฏการณ์ทางกายภาพ

ส่วนที่ 2:ตั้งชื่อกระบวนการทางกายภาพ

ส่วนที่ 3:ตั้งชื่อปริมาณทางกายภาพ

ส่วนที่ 4:ตั้งชื่ออุปกรณ์ทางกายภาพ

	ร		ซี		เอ็น
	ใน
						ยู
						ถึง

ให้ความสนใจกับคำที่เน้น คำนี้คือ "เสียง" ซึ่งเป็นคำสำคัญของบทเรียน บทเรียนของเราเน้นเรื่องเสียงและการสั่นสะเทือนของเสียง ดังนั้นหัวข้อของบทเรียนคือ “แหล่งกำเนิดเสียง เสียงสั่น” ในระหว่างบทเรียน คุณจะได้เรียนรู้ว่าอะไรคือแหล่งกำเนิดของเสียง ความสั่นสะเทือนของเสียงคืออะไร สิ่งที่เกิดขึ้น และบางส่วน การใช้งานจริงในชีวิตคุณ.

3. คำอธิบายเนื้อหาใหม่

เรามาทำการทดลองกัน วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อค้นหาสาเหตุของเสียง

ทดลองกับไม้บรรทัดโลหะ(ภาคผนวก 2)

คุณสังเกตเห็นอะไร? สรุปได้อะไรบ้าง?

บทสรุป: ร่างกายที่สั่นสะเทือนทำให้เกิดเสียง

เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กัน วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อดูว่าเสียงถูกสร้างขึ้นโดยร่างกายที่สั่นอยู่เสมอหรือไม่

อุปกรณ์ที่คุณเห็นอยู่ตรงหน้าคุณเรียกว่า ส้อม.

ทดลองใช้ส้อมเสียงและลูกเทนนิสห้อยอยู่บนเชือก(ภาคผนวก 3) .

คุณได้ยินเสียงที่ส้อมเสียงทำ แต่การสั่นสะเทือนของส้อมเสียงนั้นไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจน เพื่อให้แน่ใจว่าส้อมเสียงสั่น เราค่อยๆ เคลื่อนมันไปยังลูกบอลในร่มที่แขวนอยู่บนเส้นด้าย และดูว่าการแกว่งของส้อมเสียงถูกถ่ายโอนไปยังลูกบอล ซึ่งเริ่มเคลื่อนไหวเป็นระยะๆ

บทสรุป: เสียงถูกสร้างขึ้นจากร่างกายที่สั่นสะเทือน

เราอาศัยอยู่ในมหาสมุทรแห่งเสียง เสียงถูกสร้างขึ้นจากแหล่งกำเนิดเสียง มีแหล่งกำเนิดเสียงทั้งที่ประดิษฐ์และเป็นธรรมชาติ แหล่งกำเนิดเสียงธรรมชาติ ได้แก่ สายเสียง (ภาคผนวก 1 - สไลด์หมายเลข 6) อากาศที่เราหายใจออกจากปอดผ่านทางเดินหายใจเข้าไปในกล่องเสียง กล่องเสียงประกอบด้วยสายเสียง ภายใต้ความกดดันของอากาศที่หายใจออกพวกมันจะเริ่มสั่น บทบาทของเครื่องสะท้อนเสียงนั้นเล่นได้ในช่องปากและจมูกรวมถึงหน้าอก สำหรับคำพูดที่ชัดเจน นอกเหนือจากสายเสียงแล้ว คุณยังต้องมีลิ้น ริมฝีปาก แก้ม เพดานอ่อน และฝาปิดกล่องเสียงด้วย

แหล่งกำเนิดเสียงตามธรรมชาติ ได้แก่ เสียงยุง แมลงวัน ผึ้ง ( ปีกกระพือ).

คำถาม:อะไรทำให้เกิดเสียง

(อากาศในลูกบอลอยู่ภายใต้ความกดดันในสภาวะอัด จากนั้นจะขยายตัวอย่างรวดเร็วและสร้างคลื่นเสียง)

ดังนั้น เสียงไม่เพียงสร้างการสั่นเท่านั้น แต่ยังสร้างลำตัวที่ขยายออกอย่างรวดเร็วอีกด้วย แน่นอนว่าในทุกกรณีของการเกิดเสียง ชั้นของอากาศจะเคลื่อนที่ กล่าวคือ คลื่นเสียงจะเกิดขึ้น

คลื่นเสียงเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น สามารถได้ยินและรับรู้ได้ด้วยเครื่องมือทางกายภาพเท่านั้น ในการลงทะเบียนและศึกษาคุณสมบัติของคลื่นเสียง เราใช้คอมพิวเตอร์ซึ่งปัจจุบันนักฟิสิกส์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัย มีการติดตั้งโปรแกรมการวิจัยพิเศษบนคอมพิวเตอร์และมีการเชื่อมต่อไมโครโฟนที่รับการสั่นสะเทือนของเสียง (ภาคผนวก 4) ดูที่หน้าจอ บนหน้าจอคุณจะเห็นภาพกราฟิกของการสั่นของเสียง กราฟนี้แสดงถึงอะไร? ( ไซนัสอยด์)

ลองทำการทดลองด้วยส้อมเสียงด้วยขนนก เราตีส้อมเสียงด้วยค้อนยาง นักเรียนเห็นการสั่นสะเทือนของส้อมเสียง แต่ไม่ได้ยินเสียงใดๆ

คำถาม:ทำไมถึงมีการสั่นสะเทือนแต่คุณไม่ได้ยินเสียง?

ปรากฎว่าหูของมนุษย์รับรู้ช่วงเสียงตั้งแต่ 16 Hz ถึง Hz ซึ่งเป็นเสียงที่ได้ยิน

ฟังผ่านคอมพิวเตอร์และสังเกตการเปลี่ยนแปลงของความถี่ของช่วง (ภาคผนวก 5) ให้ความสนใจว่ารูปร่างของคลื่นไซน์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อความถี่ของการสั่นของเสียงเปลี่ยนแปลง (ระยะเวลาการสั่นลดลง ดังนั้นความถี่จึงเพิ่มขึ้น)

มีเสียงต่างๆ ที่ไม่สามารถได้ยินจากหูของมนุษย์ได้ เหล่านี้คืออินฟราซาวด์ (ช่วงการสั่นน้อยกว่า 16 Hz) และอัลตราซาวนด์ (ช่วงมากกว่า Hz) คุณเห็นไดอะแกรมของช่วงความถี่บนกระดาน ร่างลงในสมุดบันทึกของคุณ (ภาคผนวก 5) จากการศึกษาอินฟาเรดและอัลตราซาวนด์ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบอะไรมากมาย คุณสมบัติที่น่าสนใจคลื่นเสียงเหล่านี้ เกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเพื่อนร่วมชั้นของคุณจะบอกเรา (ภาคผนวก 6)

4. การรวมเนื้อหาที่ศึกษา

เพื่อเสริมเนื้อหาที่เรียนในชั้นเรียน ฉันแนะนำให้เล่นเกม TRUE-FALSE ฉันอ่านสถานการณ์แล้วคุณชูป้ายที่ระบุว่า TRUE หรือ FALSE และอธิบายคำตอบของคุณ

คำถาม. 1. แหล่งกำเนิดเสียงมาจากวัตถุที่มีการสั่นจริงหรือไม่? (ขวา).

2. จริงหรือที่ในห้องโถงที่เต็มไปด้วยผู้คนเสียงดนตรีดังกว่าในห้องว่างเปล่า? (ผิดเพราะห้องโถงว่างทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนการสั่นสะเทือน)

3. จริงหรือไม่ที่ยุงกระพือปีกเร็วกว่าแมลงภู่? (ถูกต้องเพราะเสียงที่เกิดจากยุงสูงกว่า ความถี่ของการสั่นสะเทือนของปีกจึงสูงกว่า)

4. จริงหรือไม่ที่การสั่นสะเทือนของส้อมเสียงที่มีเสียงจะดับเร็วขึ้นหากวางขาไว้บนโต๊ะ? (ถูกต้องเนื่องจากการสั่นสะเทือนของส้อมเสียงถูกส่งไปยังโต๊ะ)

5. จริงหรือไม่ ค้างคาวเห็นด้วยเสียงเหรอ? (ถูกต้องเพราะค้างคาวปล่อยอัลตราซาวนด์แล้วฟังสัญญาณที่สะท้อน)

6. เป็นความจริงหรือไม่ที่สัตว์บางชนิด “ทำนาย” แผ่นดินไหวโดยใช้อินฟาเรด? (จริงอยู่ เช่น ช้างรู้สึกถึงแผ่นดินไหวล่วงหน้าหลายชั่วโมงและรู้สึกตื่นเต้นอย่างมาก)

7. จริงหรือไม่ที่อินฟาเรดทำให้เกิด ผิดปกติทางจิตในผู้คน? (ใช่แล้วที่เมืองมาร์กเซย (ฝรั่งเศส) ข้างๆ ศูนย์วิทยาศาสตร์มีการสร้างโรงงานขนาดเล็ก ไม่นานหลังจากการเปิดตัว ก็มีการค้นพบปรากฏการณ์ประหลาดในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์แห่งหนึ่ง หลังจากอยู่ในห้องของเธอสองสามชั่วโมง ผู้วิจัยก็กลายเป็นคนโง่อย่างยิ่ง เขามีปัญหาในการแก้ปัญหาแม้แต่ปัญหาง่ายๆ)

และโดยสรุป ฉันแนะนำว่าจากตัวอักษรที่ตัดมา โดยการจัดเรียงใหม่ คุณจะได้ คำหลักบทเรียน.

KVZU – เสียง

RAMTNOCKE – ส้อมเสียง

ลองอัคซูฟลู – อัลตราซาวนด์

FRAKVZUNI - อินฟราซาวน์

โอคลาบียา – การสั่น

5. สรุปบทเรียนและการบ้าน

สรุปบทเรียน ในระหว่างบทเรียนเราพบว่า:

ว่าร่างกายที่สั่นสะเทือนนั้นทำให้เกิดเสียง

เสียงเดินทางผ่านอากาศในรูปของคลื่นเสียง

เสียงมีทั้งแบบได้ยินและไม่ได้ยิน

อัลตราซาวนด์เป็นเสียงที่ไม่ได้ยินซึ่งมีความถี่การสั่นสะเทือนสูงกว่า 20 kHz;

อินฟราซาวด์เป็นเสียงที่ไม่ได้ยินซึ่งมีความถี่การสั่นต่ำกว่า 16 เฮิรตซ์

อัลตราซาวด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

การบ้าน:

1. §34 เช่น 29 (เพอริชกิน ชั้น 9)

2. ดำเนินการให้เหตุผลต่อไป:

ฉันได้ยินเสียงของ: ก) แมลงวัน; b) วัตถุที่ตกลงมา; ค) พายุฝนฟ้าคะนอง เพราะ...

ฉันไม่ได้ยินเสียง: ก) จากนกพิราบปีนเขา; b) จากนกอินทรีที่โผบินสู่ท้องฟ้า เพราะ...