Звуки вокруг меня

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Школа №2000 г. Москва

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«Я ПОЗНАЮ МИР»

«ЗВУКИ ВОКРУГ МЕНЯ»

Подготовила ученица класса 4-2 Коротаева Дарья

Научный руководитель Никонова Н.В.

г. Москва, 2017

Эта тема мне показалась очень интересна для исследования. В городе мы постоянно слышим какие-нибудь звуки, будь то голоса людей, звук ревущего мотора, движущегося транспорта. Летом на даче также множество различных звуков (разноголосое пение птиц, шелест листьев, жужжание насекомых), в школе при изучении русского языка мы также говорили о звуках, на уроках музыки мы опять встречались со звуками. Так что же это такое - звук? Это часть нашей жизни?

АКТУАЛЬНОСТЬ Наш мир наполнен звуками, они сопровождают нас всю жизнь. Но мы настолько к ним привыкли, что не видим в этом ничего особенного. Различные звуки по - разному воздействуют на человека: радуют и раздражают, успокаивают и пугают своей неожиданностью. И вот если человек знает о многообразии звуков, он постарается избежать негативного звукового влияния, постарается поберечь свое здоровье.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Мне захотелось понять, какие же звуки нас окружают, как они появляются и как мы их воспринимаем. Определить источники и характеристики звука. Исследовать звук опытным путем.

ГИПОТЕЗА ИССЛЕДОВАНИЯ Все ли звуки, воспринимаемые человеком, являются результатом движения, колебаний?

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ являются звуки

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

-Наблюдения в природе.

-Проведение экспериментов, чтобы узнать больше о различных звуках (несложные медицинские и музыкальные инструменты).

-Поиск информации в интернете

Природа, давшая нам лишь

один орган для речи

дала нам два органа для слуха,

дабы мы знали, что надо

больше слушать, чем говорить.

(арабское изречение)

Мир, окружающий нас, наполнен разнообразными звуками: человеческой речью, шумом проезжающего транспорта, шелестом листьев, криками животных и птиц. Звуки дают нам информацию об окружающем мире, они дают возможность людям обмениваться своими мыслями, чувствами. Звуки дают нам массу возможностей и обогащает нашу жизнь. Они позволят нам общаться, работать и даже отдыхать - это жизнь без каких-либо границ. Как же воспринимается звук? - Орган слуха имеет большое значение для ориентации животных в окружающей среде. Особенно важное значение слуховой анализатор приобрел у человека в связи с развитием речи. Орган слуха человека состоит из наружного, среднего и внутреннего уха. Приложение №1. Ушная раковина концентрирует звуки, направляя их в слуховой проход к барабанной перепонке, отделяющей наружное ухо от среднего. Колебания барабанной перепонки передаются через слуховые анализаторы в височную область коры больших полушарий.

Рассказывают, что, когда Бетховен потерял слух, он, тем не менее, слушал игру на рояле, но для этого прижимал один конец трости к роялю, а другой - сжимал зубами. Здесь проводником звука было дерево.

Как возникает звук? Все звуки возникают в результате движений. Например, когда дует ветер, на деревьях возникает движение листьев. Листья передвигают молекулы воздуха, заставляя их колебаться. Или рассмотрим дверь, сама по себе она не издает звуков, только в результате какого-либо движения она может стать источником звука: если ее хлопнуть (хлопанье), или если петли не смазаны (скрип). Также источником звука может быть человеческий голос (исполнение песни), камертон с резонатором, музыкальные инструменты.

Давайте убедимся на опыте, что в каждом случае источником звука являлось колебание. ОПЫТ №1 Приложение 2. Эти колебания называются звуковыми волнами. Исходя из проведенного опыта мы можем ответить на вопрос: «Почему бабочка летит бесшумно (медленные взмахи крыльев), а полет шмеля слышен (очень частые взмахи крыльев).

Давайте проведем еще два опыта №№2,3 Приложение 3, где мы сможем увидеть колебательные движения.

Какие бывают звуки?

Разнообразие звуков в природе. Природа мудра: она предоставляет своим детям те возможности и накладывает те ограничения, которые являются целесообразными.

Как думаете, что объединяет великана-слона и маленькую хрупкую бабочку? Их объединяет чрезвычайная острота слуха. И слон, и бабочка могут уловить даже звуки частотой в 1 герц, в то время как диапазон человека составляет от 20 до 20 000 герц

Но это только цветочки. Вот голубь способен уловить звуки намного ниже -- до 0,1 герца. Интересно, что же может звучать на такой частоте?..

Слуху животных можно только позавидовать. Коты, например, слышат в три раза лучше, чем человек. Еще бы! Ведь чтобы поймать мышку, часто приходится ориентироваться только на ее тоненький писк. Уши кошки всегда наготове. Они вращаются от наименьшего шороха независимо друг от друга (до 180 градусов), даже если кажется, что их владелец крепко спит.

Интересно, что собачий слух уступает слуху котов. Предел верхнего диапазона собак достигает 40 000 герц -- «всего-то» вдвое больше, чем у нас.

Однако заметим, что кошки, собаки и крысы не слышат Твоих современных сабвуферов. Поэтому если твой домашний любимец спит неподалеку включенного музыкального центра и вздрагивает в такт ударникам, скорее всего он только чувствует содрогание воздуха, а зажигательные ритмы и звуки громкой музыки «пропускает» мимо ушей.

А вот муравьям никогда не придется насладиться нашей музыкой. Они воспринимают звуки высоко за пределами человеческих частот -- в ультразвуковом диапазоне. Поэтому все устные обращения к этим насекомых напрасны -- муравьям все равно никогда нас не услышать.

Невероятно острый слух у птиц. Оказывается, свои пылкие трели они выполняют не для нас, и даже не для собственного удовольствия. Громкими песнями птицы сообщают чужакам о пределах своей территории, защищают гнездо, воспитывают детей, ищут вторую половинку.

Большинство насекомых на Земле живут в абсолютной тишине. Исключение -- саранча, пчелы, сверчки, цикады, которые сами издают звуки, а также большинство ночных бабочек. Ты не поверишь, где у них располагаются уши! На голове и ногах. А комары даже специальные антенны на голове имеют, чтобы слышать, что происходит вокруг.

Рыбы также прекрасные «слушатели». Карп, например, способен услышать звук от 5 до 2 000 герц. Как видишь, слух у рыб настроен больше на низкие звуки и менее чувствителен к высоким. Поэтому любой неосторожный шаг на берегу, удар, шорох, отлично улавливается карпом или плотвой. Итак, теперь нам понятны слова бывалых рыбаков: «Не шуми. Всю рыбу распугаешь».

Музыкальные инструменты. Это разнообразные источники звука. Почему музыкальные инструменты издают те или иные звуки? Гитарные переборы, наигрыши пианино, низкие тона барабанов и труб, очаровывающий тонкий голосок флейты. Все эти и многие другие звуки возникают по причине колебаний воздуха или, другими словами, из-за появления звуковых волн. Но почему звучание музыкальных инструментов настолько разнообразное? Оказывается, это зависит от некоторых факторов. Первое - это форма инструмента, второе - материал, из которого он изготовлен.

В губной гармонике звуки возникают благодаря колебаниям металлических пластин различной длины, возникающим под воздействием воздуха, вдуваемого губами музыканта. В органе - в результате колебаний воздуха, возникающих внутри металлических труб различной длины под действием мощной струи воздуха (нагнетаемого парой больших мехов). В струнных щипковых, смычковых и струнно-ударных инструментах (гитара, скрипка, фортепиано) звук создается отдельными струнами. Давайте рассмотрим это на примере Опыт № 4 Приложение 4.

В медных духовых инструментах колебания вызываются воздухом, вдуваемым губами музыканта через металлический мундштук специальной формы. Во флейте и в маленьких трубах органа колебания возникают просто при вдувании в них воздух под некоторым углом. Такой способ мы рассмотрим на примере Опыт № 5 Приложение 4

Музыкальный звук получается в результате достаточно простых и регулярных колебаний. Чем выше частота колебаний (то есть чем больше колебаний происходит в секунду), тем выше тон.

Ультразвук. Здоровое ухо способно воспринимать колебания, совершаемые от 16 до 20 тысяч раз в секунду (16-20 тыс.Гц.) Этот диапазон частот называют акустическим. Верхняя граница воспринимаемого звука зависит от возраста. Маленькие дети могут слышать звуки частотой до 20 тыс.Гц, пожилые люди - до 12 тыс. Гц. Независимо от возраста люди не способны слышать звуки с частотой колебаний, лежащей вне пределов акустического диапазона. Под ультразвуком мы понимаем звук, частота которого превышает 20 тыс. Гц, т.е. находится непосредственно за верхней границей акустического диапазона, воспринимаемого человеком. Некоторые животные способны различать звуки таких ультравысоких частот. Акустический диапазон летучих мышей 15-50 тыс.Гц. Дельфины общаются и ориентируются под водой при помощи щелкающих звуков. В виде звуковых волн эти щелчки распространяются в воде. Причем быстрее, чем плывет сам дельфин. Они бегут перед дельфином, а когда наталкиваются на рыбу или на риф, возвращаются в виде эха. Главная особенность ультразвуковых волн состоит в том, что их можно сделать направленными. Так, можно, например, измерять глубину моря под кораблем.

Шум. Человеческое ухо способно воспринимать как громкие, так и тихие звуки. Когда звук затухает, его интенсивность в какой- то момент становится слишком низкой. После этого мы перестаем его слышать. Говорят, что такой звук - ниже порога слышимости. Но есть так называемый болевой порог. Если какие либо звуки превышают этот порог, как правило, это отрывистые и беспорядочные звуки. В них невозможно выделить основную частоту. В рокочущих звуках (например, грохот тяжелой бочки, катящейся по деревянному полу, или раскатах грома) преобладают тоны низкой частоты, тогда как резкие пронзительные звуки (шипение пара, скрип дверных петель) состоят в основном из тонов высокой частоты. Возникает ощущение боли и орган слуха может серьезно пострадать.

Давайте теперь поговорим как же распространяется звуковая волна. Звуковые волны передаются таким же образом, как и волны, возникающие на поверхности воды от брошенного камня. И те и другие волны могут распространяться только в некоторой достаточно плотной вещественной среде. Следовательно, звук не распространяется в вакууме (например, в открытом космосе). Алексей Архипович Леонов рассказывал, о том, что в космическом пространстве не было слышно ни одного звука, зато он ясно слышал, как бьется его сердце и слышал шумное дыхание. Давайте также посмотрим на примере как же передается звук. Опыт №6 Приложение 5, Опыт №7 Приложение 6

звук движение музыкальный природа

Выводы

В любом из проведенных нами экспериментов мы убедились, что звук всегда связан с движением. В каждом конкретном случае характеристики звука зависят от характера движения.

Литература и оборудование

1. Звук и тон комплект лабораторного оборудования

2. Википедия [Электронный ресурс]/ Свободная энциклопедия - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/ Заглавная_страница

3. Зисман, Г.А. Курс общей физики [Текст]: в 3 т. Т. 1 Механика, молекулярная физика, колебания и волны / Г.А. Зисман, О.М. Тодес - М.: Наука, 1974. - 336 с.

4. Лепендин, Л.Ф. Акустика [Текст] : учеб. пособие для втузов / Л.Ф. Лепендин. - М.: Высшая школа, 1978. - 448 с.

Приложение 1

Приложение 2

ОПЫТ №1.

Мы положили гибкую пластину на край стола. Отклонили свободный конец вниз и отпустили.

Конец начал колебаться. Движение, совершаемое пластинкой, передается молекулам воздуха вокруг нее. Когда пластинка движется вверх, над ней возникает область сжатия воздуха; когда движется вниз -область разрежения. Этот процесс повторяется многократно. Мы заметили, что звук возник лишь тогда, когда пластина колеблется. Наблюдения показали, что если колебания происходят с частотой достаточно высокой для того, чтобы звук был слышен, взгляд не успевает проследить за ним. Если же пластина колеблется настолько медленно, что можно различить как она движется вверх и вниз, то в этом случае звук не будет слышен.

ВЫВОД: Источник звука - колеблющееся тело.

Приложение 3

ОПЫТ №2

Звуковые волны можно увидеть. Если опустить камертон вводу. Ударив по камертону и поместив непосредственно у поверхности воды, мы наблюдаем как появились круги, вызванные колебаниями камертона.

ОПЫТ №3

Так же нитка с деревянной бусиной позволила нам увидеть звуковые колебания. Мы установили камертон в отверстие на крышке резонатора, поднесли бусину, подвешенную на нитке к вилке камертона и ударили по нему молоточком. При каждом соприкосновении с вилкой колеблющего камертона бусина отскакивает от него.

Приложение 4

ОПЫТ №4

Мы зацепили широкую и узкую резинки за крючки на крышке коробки резонатора. Натянули их и закрепили в прорезях колков. Колки можно поворачивать, предварительно приподняв вверх. У нас получился струнный инструмент, который стал источником звука, когда на резинки (струны) мы воздействуем касанием. Вследствие этого они начинают производить колебания и посылать в окружающую среду разные звуки.

ВЫВОД: Низкий звук какого-либо струнного инструмента обусловлен большей толщиной и длиной струны, а также слабостью ее натяжения. И наоборот, чем сильнее натянута струна, чем она тоньше и короче, тем более высокий звук получается в результате игры.

ОПЫТ №5

Мы вставили пробирки в специальные отверстия резонатора. Подули над отверстием пробирок, слегка выпятив верхнюю губу, стараясь извлечь звуки. Воздух, проходящий над отверстием, сначала создает в пробирке повышенное давление. Оно продолжает расти, пока из пробирки не будут «уходить» молекулы воздуха вместе со струей воздуха. После этого наверху возникает область повышенного давления, и воздух, находящийся на дне устремляется вверх. Этот процесс постоянно повторяется. Поэтому воздух колеблется.

ВЫВОД: Источник звука меньшего объема (более короткая пробирка) дает более высокий тон.

Приложение 5

ОПЫТ №6

Мы собрали стетоскоп. Он состоит из гибкой мембраны и трубки с раздваивающимся концом для подсоединения слуховых трубок. Стетоскоп позволяет передавать звуки например биение сердца, по воздуху внутри слуховых трубок непосредственно в ухо, без рассеивания, которое могло бы привести к ослаблению звука.

ВЫВОД: Стетоскоп нужно прижимать к коже как можно более плотнее для лучшего звука.

Приложение 6

ОПЫТ №7

Мы взяли катушку со струной. Вставили ограничители на концах струны в отверстия на дне стаканов. Туго натянули струну. Один ученик прижал к уху стакан, другой тихо говорит в другой стакан

ВЫВОД: Даже на таком большом расстоянии, звук хорошо слышен.

Размещено на Allbest.ru