О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно. Заметили, к примеру, что звук создают вибрирующие в воздухе тела. Еще древнегреческий ученый Аристотель, исходя из наблюдений, верно объяснил природу звука, полагая, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разрежение воздуха. Так, колеблющаяся струна то уплотняет, то разряжает воздух, благодаря упругости которого эти чередующиеся воздействия передаются в пространство от слоя к слою, вызывают упругие звуковые волны.
Проблемы акустики интересовали Леонардо да Винчи, Г.Галилея, И.Ньютона, Д.Бернулли, Г.Ома, П.Н.Лебедева и других крупнейших ученых. В этой области наук было сделано столько много, что к концу XIX века многие ученые считали дальнейшее развитие акустических исследований бесперспективными. Однако не прошло и нескольких десятилетий, как эта наука вновь заняла умы многих ученых. И сейчас в мире существуют множество направлений современной акустики.
(Общая (физическая) акустика — теория излучения и распространения звука в различных средах, теория дифракции, интерференции и рассеяния звуковых волн. Линейные и нелинейные процессы распространения звука.
Геометрическая акустика — раздел акустики, предметом изучения которого являются законы распространения звука. В основе лежит представление о том, что звуковые лучи — это линии, касательные к которым совпадают с направлением распространения энергии акустических колебаний.
Архитектурная акустика — законы распространения звука в закрытых (полуоткрытых, открытых) помещениях, методы управления структурой поля и т. д.
Строительная акустика — защита от шума зданий, промышленных предприятий (расчёт конструкций и сооружений, выбор материалов и т. д.).
Психоакустика — основные законы слухового восприятия, определения связи объективных и субъективных параметров звука, определения законов расшифровки «звукового образа».
Музыкальная акустика — проблемы создания, распространения и восприятия звуков, используемых в музыке.
Биоакустика — теория восприятия и излучения звука биологическими объектами, изучение слуховой системы различных видов животных и др.
Электроакустика — раздел прикладной акустики, занимающийся теорией, методами расчёта и созданием электроакустических преобразователей
Аэроакустика (авиационная акустика) — излучение и распространение шумов в авиационных конструкциях.
Гидроакустика — распространение, поглощение, затухание звука в воде, теория гидроакустических преобразователей, теория антенн и гидроакустических эхолокаторов, распознавание движущихся объектов и др.
Акустика транспорта — анализ шумов, разработка методов и средств звукопоглощения и звукоизоляции в различных видах транспорта (самолётах, поездах, автомобилях и др.)
Медицинская акустика — разработка медицинской аппаратуры, основанной на обработке и передаче звуковых сигналов (слуховые аппараты, диагностические приборы)
Ультразвуковая акустика — теория ультразвука, создание ультразвуковой аппаратуры, в том числе ультразвуковых преобразователей для промышленного применения в гидроакустике, измерительной технике и др.
Квантовая акустика (акустоэлектроника) — теория гиперзвука, создание фильтров на поверхностных акустических волнах
Акустика речи — теория и синтез речи, выделение речи на фоне шумов, автоматическое распознавание речи и т. д.
Цифровая акустика — связана с созданием микропроцессорной (аудиопроцессорной) и компьютерной техники.
Что такое звук? Как он возникает?
Колеблющееся тело создает звук.
Камертон - представляет собой изогнутый в виде двух ветвей металлический стержень с держателем посередине. При ударе резиновым молоточком по камертону мы слышим звук(440 Гц), но колебания ветвей мы не видим. Но их можно обнаружить, если к звучащему камертону поднести полоску бумаги или прикоснуться рукой (происходит вибрация).
Вопрос: Зачем устанавливают камертон на деревянном ящике, открытом на одной стороне? (ящик является усилителем колебаний или резонатором, поэтому звук усиливается)
Звуковые волны - упругие волны, способные вызывать у человека слуховые ощущения (записать понятие в тетрадь).
Какие бывают источники звука?
Источники звука бывают естественные - голос, шелест листьев, шум прибоя и искусственные - камертон, струна, сирена.
Человеческое ухо способно воспринимать упругие волны с частотой от 16 Гц до 20000Гц. Колебания этих частот называются звуковыми. Поэтому колебания руками 16 и более раз в секунду никто не может сделать. Итак, источник звука - это любое тело, совершающее колебания от 16 Гц до 20 к Гц. (слайд 10).
Любой источник звука обязательно колеблется. Звук распространяется в пространстве только при наличии упругой среды, которая необходима для передачи колебаний от источника звука к приемнику, например к уху человека. В вакууме звуковые волны не распространяются.
Колебания источника звука создают в окружающей среде звуковую волну, которая распространяется в пространстве от источника звука. При своих колебаниях тело попеременно то - сжимает слой воздуха, прилегающий к его поверхности, то, наоборот, создаёт разряжение в этом слое. Волна, достигая уха, воздействует на барабанную перепонку, заставляя ее колебаться с частотой источника звука.
С точки зрения физики, звук – это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле и т. п. Звуковые волны делятся на инфразвук, слышимый звук и ультразвук.
Если звук – это волна, то для определения скорости звука используются формулы: V=S/t
Скорость звука в теплом воздухе несколько больше, чем в холодном. Скорость распространения в твердых телах больше, чем в воздухе. Звуковые волны в жидкостях всегда распространяются лучше, чем в газах.
Скорость звука в твердых телах больше, чем в жидкостях и газах, а скорость звука в жидкостях больше скорости звука в газах.
Твердые тела хорошо проводят звуковые волны, на этом принципе основано обучение глухих людей игре на музыкальных инструментах и танцам. Вибрация пола, корпуса музыкального инструмента позволяет глухим людям распознавать музыкальные такты и даже ноты.
Рассмотрим характеристики звуковых волн – это высота, тембр, громкость Высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук. Колебаниям малых частот соответствуют низкие звуки. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Громкость звука зависит также от его длительности и от индивидуальных особенностей слушателя. Тембр – это особая окраска звука.
Свойства звуковых волн
Положив звенящий будильник в коробку, мы слышим звук. Стоит только поверх будильника положить кусок ваты, как звук становится неслышным.
Почему так происходит?
Мягкие, пористые тела – плохие проводники звука. Звуковые волны в них затухают, поглощаются. Это свойство звуковых волн называется поглощение.
Какие вы можете предложить способы защиты своей квартиры от шума?
Вторым свойством звуковой волны является отражение
Итак, чтобы услышать звук, необходимы:
1.Источник звука
2.Упругая среда между ним и ухом
3.Диапозон частот колебаний звука между 16 Гц и 20000 Гц.
Вопрос: Как влияет шум на организм человека и методы борьбы с шумом?
Используя полученные знания ответим на вопросы:
Мини тест
1.При полёте большинство насекомых издают звук. Чем это вызывается?
а) голосовыми связками;
б) ветром;
в) взмахами крыльев;
г) строением тела
2. Какое насекомое – бабочка или муха – делает большее количество взмахов крыльями?
а) бабочка;
б) муха и бабочка делают одинаковое количество взмахов;
в) муха;
г) они не взмахивают крыльями
Домашнее задание: прочитать параграф 12,13,14,15,16,17.