Тема «Звуковые явления в окружающей среде»
Цель урока: Сформировать у школьников целостное представление о звуке, познакомить со сложным миром звуков и их влиянием на здоровье.
Задачи:
- обобщить имеющиеся у школьников знания по изучаемой теме из разных предметных областей; показать, что звуки могут оказывать на здоровье человека как положительное, так и отрицательное воздействие; познакомить со способами борьбы с шумом.
Оборудование: проектор, ноутбук, датчик силы звука с комплексом LabQuest.
План урока:
Звуки, их роль в жизни человека. Защита проектов. Мозговая атака. Защита проектов в области шума. Защита проектов в области шумоизоляции. Защита проектов в области усиления звука. Итог урока.Ход урока
I. Звуки, их роль в жизни человека.
Мы живем на дне воздушного океана и окружены звуками - механическими колебаниями, распространяющимися в среде.
Воздушная среда нам нужна не только как средство существования, но и как звукопровод, позволяющий людям вести речевую связь, воспринимать сигналы опасности, информацию о местонахождении и перемещениях живых и неживых объектов.
Мир звуков так многообразен,
Богат, красив, разнообразен,
Но всех нас мучает вопрос
Откуда звуки возникают,
Что слух наш всюду услаждают?
Пора задуматься всерьез.
Звуки, их роль в жизни человека.
Звуковые волны – механические волны, распространяющиеся в упругой среде с частотой колебаний от 16 до 20 000 Гц. Механические волны в среде с частотой менее 16 Гц называют инфразвуком, с частотой более 20 000 Гц - ультразвуком.
Частота - физическая величина, определяющая число колебаний в секунду (1 Гц = 1 с-1).
Амплитуда - модуль максимального смещения тела от положения равновесия.
Громкость звука определяется амплитудой. Любые звуки человек характеризует в соответствии со своим восприятием по уровню громкости, измеряемому в децибелах (дБ). Сила воздействия звуковой волны на барабанную перепонку человеческого уха зависит от звукового давления. Звуковое давление - дополнительное давление, возникающее в газе или жидкости при прохождении звуковой волны. Звуковые волны с большой амплитудой изменения звукового давления воспринимаются человеческим ухом как громкие звуки, с малой амплитудой изменения звукового давления - как тихие звуки.
Высота звука зависит от частоты колебаний: чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук.
Тоны - звуки, которые представляют собой колебания с постоянной или закономерно изменяющейся по времени частотой (периодические колебания).
Прослушайте записи природных и искусственных шумов. Какие чувства вызывают у вас природные шумы?
(Прослушивание аудиозаписей различных звуков, беседа с учащимися).
Действительно, звуки имеют эмоциональную окраску, способны влиять на самочувствие и настроение человека. Они пугают своей неожиданностью, могут вызывать уныние, тревогу. Звуки волнуют, радуют, успокаивают.
Защита проектов.1. Мозговая атака
1.Что называется волной?
2.Какие главные особенности волн?
3. Что является причиной звука?
4.Что является источниками звука?
5. Какие волны называются звуковыми?
6.Что такое 1 Герц (Гц) ?
ЧАСТОТНЫЙ ДИАПАЗОН ЗВУКОВ, ВОСПРИНИМАЕМЫХ ЖИВОТНЫМИ
1Герц ( это одно колебание в секунду!!)
• Бабочка ------ 8 000 - 160 000 Гц
• Дельфин ----- 40 - 200 000 Гц
• Кошка ------- 250 - 100 000 Гц
• Кузнечик----- 50 - 50 000 Гц
• Летучая мышь --- 2 000 - 150 000 Гц
• Медведь ---- 300 - 70 000 Гц
• Попугай ----- 300 - 15 000 Гц
• Собака ------- 200 - 50 000 Гц
• Человек -------------16 - 20 000 Гц
Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук.
Любые звуки человек характеризует в соответствии со своим восприятием по уровню громкости, измеряемому в децибелах (дБ).
Источник шума | Уровень шума, дБ | Реакция организма на длительное акустическое воздействие |
Листва, прибой Средний шум в квартире, классе | 20 40 | Успокаивает Гигиеническая норма |
Шум внутри здания Телевизор Кричащий человек Мотоцикл Грузовик | 60 70 80 90 90 | Появляются чувство раздражения утомляемость, головная боль |
Реактивный самолет на высоте 300 м | 95 | Постепенное ослабление слуха, нервно – психический стресс (угнетенность, возбужденность, агрессивность), язвенная болезнь, гипертония |
Плеер Отбойный молоток Шум на дискотеке | 114 120 175 | Вызывает звуковое опьянение наподобие алкогольного, нарушает сон, разрушает психику, приводит к глухоте |
3. Действие шума на живые организмы.
а) Интересные факты:
Жалобы на шум можно найти у римского сатирика Ювенала (60 - 127 гг.) Он утверждал, что в столице «трудно было заснуть: скрип и грохот обозов на узких улицах, брань возниц мешали сну, раздражали. Большая часть больных умирает в Риме от бессонницы». Именно поэтому дорогу перед домом посыпали песком или покрывали соломой. Житель Лондона, знаменитый известный английский врач Томас Моор пишет: «Рев Лондона в дневные часы просто ужасен»- и это идеалистический XΙX век! К концу XIX – началу XX века человечество уже всерьез начинают тревожить вопросы шума. В 1850 г. в Бостоне принят первый муниципальный акт по борьбе с шумом. В 1898 г. в Нюрнберге была создана первая общественная организация – Лига против транспортного шума, а в 1909 г. в Лондоне проведена первая конференция по борьбе с шумом, в которой принимали участие представители восьми стран. Насколько актуальна эта проблема в наши дни? Не преувеличено ли ее влияние на здоровье человека?
б) По мнению медиков, звуковой фон в квартире должен быть днем 40-45 дБ, ночью 30-35 дБ. Не следует стремиться к тому, чтобы достичь абсолютной тишины, так как здоровый человек не может жить в этих условиях.
2. Что же скажут наши специалисты в области шума?
(Защита проектов в области шума.)
3. Как бороться с шумом?
(Защита проектов в области борьбы с шумом.)
• В 1850 г. в Бостоне принят первый муниципальный акт по борьбе с шумом.
• В 1898 г. в Нюрнберге была создана первая общественная организация – Лига против транспортного шума.
• в 1909 г. в Лондоне проведена первая конференция по борьбе с шумом, в которой принимали участие представители восьми стран.
Четыре средства для защиты от вредных шумов:
1.Изменение параметров работающих машин.
2. Звукоизоляция и звукопоглощение ( глушители шума)
3. Звукозащитные экраны (стены, переборки, полы, оконные рамы )
4. Противошумовые наушники.
Что же скажут наши специалисты в области шумоизоляции?
Интересные факты:
Группа специалистов обследовала молодежь, увлекающуюся рок-музыкой и часто слушающую громкую современную музыку, плеер. У 20% обследованных юношей и девушек слух оказался притуплённым, как у 85-летних стариков.
4. Что же скажут наши специалисты в области усиления звука?
(Защита проектов в области усиления звука.)
Решите задачу!
Во время тренировки по легкой атлетике началась гроза. Чухрова Анна увидев вспышку молнии, через 2с добежала до Андрея Борисовича и попросила включить секундомер. Секундомер показал, что раскаты грома раздались через 3с. На каком расстоянии от школьного стадиона ударила молния, если скорость звука в воздухе 340 м/с?
Интересные факты:
Современные компьютеры “умеют” сохранять и воспроизводить звук (речь, музыку и пр.). Вы уже знаете, что представляет собой звуковая волна, знаете, как воспринимает звуковую волну человек. Сейчас вы узнаете, каким образом представляется звук в ЭВМ.
Звук- это волна, с периодически чередующимися гребнями и впадинами при этом меняется амплитуда и частота.
Двоичное кодирование звуковой информации заключается в том, чтобы такой волне поставить в соответствие последовательность нулей и единиц.
С начала XX в. велись работы по распознаванию и синтезированию речи. Сначала устройства для этого были, в основном аналоговые, а затем с 60-х гг. начали использовать компьютеры цифро-аналоговый преобразователь, тем самым появилась возможность превращать электрические импульсы в последовательность нулей и единиц и обратно. В 70-е гг. появились первые устройства голосового управления компьютером, музыкальные синтезаторы и возможность создавать и редактировать музыкальные произведения с помощью компьютеров.
Компьютерная звуковая система работает подобно человеческому уху.
Микрофон преобразует нужную звуковую волну в непрерывный (аналоговый) электрический сигнал. Затем он пропускается через аналогово-цифровой преобразователь. В компьютере храниться цифровая запись звука.
Звуковая волна – аналоговый электрический сигнал – АЦП – цифровая запись звука.
Чтобы услышать звук, записанный на компьютере, производится обратное преобразование. С помощью специального математического метода, называемого преобразованием, которые преобразуют поток цифр в электронную музыку.
В настоящее время принята частота дискретизации от 8 до 48 кГц. Качество при частоте 8 кГц соответствует качеству радиотрансляции, 48 кГц – качеству звучания аудио-CD.
Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звук, тем больше информационный объём звукового файла. Можно оценить информационный объём звукового стереофайла длительностью звучания 1 секунду при среднем качестве звука (16 битов, 24000 измерений в секунду). Для этого глубину кодирования необходимо умножить на количество измерений в 1 секунду и умножить на 2( стереозвук):
16 бит*24000*2=768000бит=96000байт=93,75 Кбайт.
Подведение итогов.Вопросы на закрепление изученного материала:
Что представляют собой звуковые волны? Какова частота воспринимаемая человеком? Чем определяется громкость звуковых колебаний? Чем определяется высота звука? Что такое тон? Что такое шум? Как бороться с шумовым загрязнением?Запись домашнего задания, выставление отметок.
