Урок-конференция по физике в 9-м классе по теме «Тихого голоса звуки любимые».
Елакова Галина Владимировна, учитель физики МБОУ «Средняя общеобразовательная школа № 7» г. Канаш.
Знакомые звуки, чудесные звуки!
О, сколько вам силы дано!
Алексей Плещеев.
Цель урока-конференции – распознать природу звуковых волн.
Цели: Закрепить, систематизировать и углубить знания учащихся о взаимосвязи строения и свойств голосовых аппаратов живых существ, их роли в природе, влияние звуков природы на организм человека. Уметь осмысленно воспроизводить подобранный материал, излагать за заданное время; уметь слушать и слышать. Ознакомить учащихся с различными видами звуков, их характеристиками, способами определения этих характеристик. Показать необходимость развития в процессе обучения физике способностей, позволяющих решать задачи и получать дополнительные сведения из смежных областей знания. Это достигается средствами предметной интеграции, учитывающими интересы и познавательные возможности учащихся, приводящими к развитию их творческих способностей, связанных с потребностью к самообразованию.
План конференции:
I. Организационный момент.
II. Изложение новой темы.
1). Вступление: объявление темы конференции и формы работы.
2). Основная часть: природа звука;
механизм восприятия звука;
строение органа слуха человека;
скорость распространения звуковых волн;
для чего нужны звуковые волны;
инфразвук и использование ультразвука;
экология звука;
достижения науки и техники начала 21 века:
(Мона Лиза заговорила; дерево – орган)
решение задач, закрепление материала
3). Заключение: подведение итогов конференции.
Учитель: Рассказывают, когда Сократу однажды привели человека, о котором он должен был высказать свое мнение, мудрец долго смотрел на него, а потом воскликнул: «Да говори же ты, наконец, чтобы я мог тебя видеть!»
И, действительно, как много смысла, помимо слов, кроется в самом звуке голоса! Прислушайтесь к звукам речи незнакомого человека. Разве тембр голоса, манера говорить, интонация не расскажут вам многое о его чувствах, о волнении или страхе, даже характере? Ведь голос бывает теплый и мягкий, грубый и мрачный, испуганный и робкий, ликующий и уверенный, ехидный и вкрадчивый, твердый, живой, торжествующий и еще с тысячью оттенков, выражающих самые разнообразные чувства, настроения человека и даже его мысли. Звуки всегда служили людям средством связи и общения друг с другом, средством познания мира и овладения тайнами природы. Звуки радуют и раздражают, успокаивают и придают силы, ласкают слух и пугают своей неожиданностью.
Голос наиболее полно раскрывает характер, настроение и даже душевные свойства человека. Сегодня мы с вами попробуем «препарировать» человеческий голос, разложить на составляющие, дать ему основные характеристики. Выясним что такое звук, ультразвук и инфразвук. Рассмотрим такие понятия как «тембр», «частота», «звук и слух», «где зарождается голос», «неслышимые звуки», «реверберация» и многое другое.
1). Основная часть
Учитель: Что такое звук? Учебник ответит сухо и строго: звук – это упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных.
Мы живем в мире звуков. Звуки леса (шелест) возникают из-за колебаний листьев под действием ветра и трения их трения друг о друга. Это особенно заметно на листьях осины, т.к. они прикреплены к длинным и тонким черешкам, поэтому очень подвижны и раскачиваются даже самыми слабыми воздушными потоками. Звуки для нас источники разного рода информации. Попытки понять и изучить звук предпринимались еще до нашей эры. Греческий ученый и философ Пифагор, живший две с половиной тысячи лет тому назад, ставил различные опыты со звуками и доказал, что низкие тона в музыкальных инструментах присущи длинным струнам. При укорочении струны вдвое звук ее повысится на целую октаву.
Первые звуковые приборы были созданы в театрах Древней Греции и Рима для усиления звука. Известно также применение звуковых приборов в египетских храмах, где были установлены «шепчущие» статуи богов.
В одном из итальянских кафедральных соборов с круглым залом диаметром 50 метров можно переговариваться со своим собеседником буквально шепотом, находясь при этом в противоположных концах зала. Изучавшие этот храм ученые объясняют это явление так: в помещениях с радиусом закругления 25 м условия распространения звука наиболее благоприятны, т.к. звуковые волны претерпевают многократное отражение и, накладываясь друг на друга, усиливаются. В Георгиевском соборе Юрьева монастыря под Новгородом, построенном XII веке, также можно слышать слова, произнесенные шепотом в любом из уголков собора. Во многих старинных соборах (Знаменский собор в Новгороде, Софийский собор в Полоцке, Домский собор в Риге) открыты концертные залы с великолепными акустическими свойствами.
Некоторые тайны древних зодчих удается раскрыть. В старинных церквях Киева, Владимира, Пскова по основанию купола расположены круглые отверстия. Это голосники – горлышки глиняных горшков, вделанных мастерами в толщу каменного купола при строительстве. Они значительно усиливают эффект реверберации.
Можно ли увидеть звук?
Учитель: Иногда увидеть звук все-таки возможно. В Великобритании один человек, стоявший на холме, вдруг увидел длинную узкую тень, мчавшуюся к нему через долину. Когда она добежала до него, человек ощутил сильный толчок и услышал звук громкого взрыва. Как оказалось, в нескольких милях от него взорвался пороховой склад, и взрывная волна сжала воздух до такой плотности, что он отбрасывал тень.
Что же является источником звука?
Ответ: источником звука является колеблющиеся тела.
Покажем на опыте, что источником звука является колеблющееся тело.
Опыт 1. Линейка, один конец которой зажат в тисках, камертон (прибор для получения звука постоянной частоты), натянутая струна.
Поднеся маленькую бусинку к любому звучащему телу, например к камертону, мы увидим, что бусинка отскочит от него. Это доказывает, что звучащее тело колеблется.
Опыт 2. Линейка колеблется в воздухе, но мы не слышим звук. Следовательно, не всякое колеблющееся тело звучит.
Учитель: Тайны тембра человеческого голоса издавна привлекали исследователей-акустиков и музыкантов, инженеров связи и лингвистов, врачей – фониаторов и вокальных педагогов, логопедов и актеров, певцов, физиологов и даже математиков.
Первым попытался изучить «анатомию» тембра немецкий физик Гельмгольц. Сейчас для исследования голоса применяют звуковые спектрометры. Картина, получающаяся при разложении звука на экране спектрометра, носит название спектра звука, а отдельные сильно выдающиеся пики, состоящие из группы обертонов и влияющие на распознавание речевых звуков, были названы формантами. Формант определяет секрет индивидуального звучания тембра.
Вы никогда не задумывались, отчего зависит такое свойство голоса певца, как его звонкость? От чего зависит блеск голоса? В чем секрет полетности певческого голоса? Интересно, что полетностью звука обладают и музыкальные инструменты, и зависит она не только от мастерства исполнителя, но и также от «природных» свойств самого инструмента. Известно, что великие скрипичные мастера Гварнери, Страдивари, Амати умели создавать скрипки-шедевры, которые ценились не только своим великолепным, благородным звучанием, но и также и поразительной полетностью звука. Секрет этого чудесного свойства скрипок Страдивари не разгадан до конца. Вибрато придает голосу определенную эмоциональную окраску, от него зависят эстетические свойства голоса.
Голоса различных людей, сколь непохожи они не были, зависят от основных качеств тонового диапазона, силы и тембра. Поэтому голоса, совпадающие по этим признакам можно попытаться объединить в самостоятельные группы. У мужчин – бас, баритон, тенор; у женщин – альт, меццо-сопрано и сопрано Итак, основными свойствами голоса являются: тоновый диапазон, сила, окраска и тембр, вибрато.
Вывод: источником звуковых волн может служить тело, колеблющееся в упругой среде со звуковой частотой, т.е. с частотой от 20 до 20000 Гц.
Определение: среда называется упругой, если между ее частицами существуют силы взаимодействия, препятствующие какой-либо деформации этой среды.
Определение: механические волны, распространяющиеся с частотой от 20 до 20000Гц, называются звуковыми или акустическими волнами.
Рассмотрим, как устроен источник звука.
Когда мы говорим, играем на музыкальном инструменте, то создаем звуковые волны: т.е. создается область сгущения и разрежения воздуха. Под действием упругих сил молекулы из областей сгущения перемещаются в области разрежения. Направления распространения звука и движения молекул воздуха совпадают, поэтому звук – продольная волна. Звуковые волны распространяются в воздухе, достигают человеческого уха и вызывают вынужденные колебания барабанной перепонки. Эти колебания человек воспринимает как звук. [link]
