Vyanzo vya sauti. Mitetemo ya sauti

Somo lililojumuishwa katika fizikia, muziki na sayansi ya kompyuta.

Kusudi la somo:

Wajulishe wanafunzi dhana ya "sauti", sifa za sauti; itakufundisha kutofautisha sauti kwa sauti, timbre, na kuonyesha jinsi sifa hizi zinavyohusiana na mzunguko na amplitude ya vibrations; onyesha uhusiano kati ya fizikia na muziki.

Lengo

Pakua:

Hakiki:

daraja la 9. Somo la 36

Vyanzo vya sauti. Mitetemo ya sauti. Kutatua tatizo.

Kusudi la somo: Wajulishe wanafunzi dhana ya "sauti", sifa za sauti; fundisha kutofautisha sauti kwa sauti, sauti, timbre; onyesha jinsi sifa hizi zinavyohusiana na mzunguko na amplitude ya vibrations; onyesha uhusiano kati ya fizikia na muziki.

Wakati wa madarasa.

Wakati wa kuandaa.
Kusasisha maarifa.

Slaidi 1

Uchunguzi wa mbele

1. Mawimbi ya mitambo ni nini?

2. Je, ni aina gani mbili za mawimbi ya mitambo?

3. Kipindi, mzunguko, urefu wa wimbi, kasi ya wimbi ni nini? Kuna uhusiano gani kati yao?

Kazi ya kujitegemea.

3. Kusoma nyenzo mpya.

Mwalimu. Katika madarasa yaliyopita, tulianza kusoma mawimbi ya mitambo ili kufahamiana zaidi na mawimbi ya sumakuumeme. Ingawa zina majina tofauti na asili tofauti za mwili, zinaelezewa na vigezo na milinganyo sawa. Leo tutafahamiana na aina nyingine ya mawimbi ya mitambo. Utaandika jina lao baada ya kutatua shida ya kimantiki (njia ya kutatua shida kama hizo inaitwa "kufikiria akili").

Waingereza wana hadithi ya hadithi: "Ibilisi aliwakamata wasafiri watatu na akakubali kuwaacha waende ikiwa walimpa kazi isiyowezekana. Mmoja aliuliza kugeuza mti unaokua kuwa dhahabu, mwingine akauliza kufanya mto urudi nyuma. Ibilisi, kwa mzaha, aliishughulikia na kuchukua roho za wasafiri wote wawili kwa ajili yake mwenyewe. Amesalia msafiri wa tatu..." Jamani, jiwekeni mahali pa msafiri huyu na mpe shetani kazi isiyowezekana. (Matoleo tofauti yanatolewa.) “...Na wa tatu akapiga filimbi na kusema: “Shina kitufe kwenye hili!” - na shetani akafedheheshwa."

Kupiga miluzi ni nini?

Wanafunzi. Sauti.

Slaidi ya 2 (mada ya somo)

Slaidi ya 3

Ulimwengu wa sauti ni tofauti sana,
Tajiri, nzuri, tofauti,
Lakini sote tunateswa na swali hilo

Sauti zinatoka wapi?
Kwa nini masikio yetu yanapendeza kila mahali?
Ni wakati wa kufikiria kwa umakini.

1. Asili ya sauti. Masharti muhimu kwa uwepo wa sauti

Mwalimu. Tunaishi katika ulimwengu wa sauti zinazotuwezesha kupokea habari kuhusu kile kinachotokea karibu nasi.

Wanajaribu kunong'ona vipande vya mabango,
Paa za chuma zinajaribu kupiga kelele,
Na maji kwenye mabomba yanajaribu kuimba,
Na kwa hivyo waya hutetemeka bila nguvu ...

K.Ya.Vanshenkin.

Sauti ni nini? Ninawezaje kuipata? Fizikia hujibu maswali haya yote.

Slaidi ya 4

acoustics ni nini?

Acoustics ni tawi la fizikia ambalo hujishughulisha na uchunguzi wa sauti, sifa zake na matukio ya sauti.

Mawimbi ya sauti hubeba nishati, ambayo, kama aina nyingine za nishati, inaweza kutumiwa na wanadamu. Lakini jambo kuu ni anuwai kubwa ya njia za kuelezea ambazo hotuba na muziki humiliki. Tangu nyakati za zamani, sauti zimetumikia watu kama njia ya mawasiliano na mawasiliano na kila mmoja, njia ya kuelewa ulimwengu na kujua siri za maumbile. Sauti ni wenzi wetu wa kila wakati. Wana athari tofauti kwa watu: hupendeza na hasira, hutuliza na kutoa nguvu, hupendeza sikio na kuogopa na kutokutarajiwa kwao. (Rekodi ya "Kengele za Rostov" imewashwa.)

Kengele maarufu za belfry yenye matao manne, iliyojengwa mnamo 1682-1687, ilisikika. katika jiji la Rostov Mkuu, jiji la utukufu wa zamani. Kengele za Rostov zinafanywa na wapiga kengele tano, na lugha ya kengele kubwa zaidi, "Sysoya," inatikiswa na watu wawili. Kengele kumi na tatu zimepangwa kwa safu. Wapiga kengele wajiweke ili waonane na kukubaliana juu ya mpigo.

Tangu nyakati za zamani, kupiga kengele kumefuatana na maisha ya watu. Veliky Novgorod, Pskov, na Moscow kwa muda mrefu wamekuwa maarufu kwa kengele zao, lakini hakukuwa na "orchestra" kama huko Rostov. Ni nini husababisha sauti?

Slaidi ya 5

Sababu ya sauti? - mtetemo (mizunguko) ya miili, ingawa mitetemo hii mara nyingi haionekani kwa macho yetu.

Vyanzo vya sauti - miili ya oscillating.

Walakini, sio miili yote inayozunguka ni vyanzo vya sauti. Hebu tuhakikishe hili.

Uzoefu 1. "Siku ya Uasi"

“Huwezi kufanya hivyo! Usibonye rula! Sasa ukivunja rula, utapima vipi sehemu za hisabati?" Ni mara ngapi tulisikia haya shuleni! Lakini sasa tutakuwa na siku ya kuasi. Katika jaribio hili huruhusiwi tu kubofya rula kwenye ukingo wa jedwali. Baada ya yote, hii pia ni fizikia!

Vifaa: mtawala, meza.

Kufuatana.

Weka mtawala juu ya meza ili nusu yake hutegemea makali ya meza. Bonyeza mwisho ulio kwenye meza kwa nguvu kwa mkono wako, ukiifungia mahali pake. Kwa mkono wako mwingine, inua mwisho wa bure wa mtawala (sio sana ili usiivunje) na uache. Sikiliza sauti inayotokana na mlio.

Sasa songa mtawala kidogo ili kupunguza urefu wa sehemu ya kunyongwa. Bend na kutolewa mtawala tena. Sauti ilikuwaje? Je, yuko sawa na mara ya mwisho?

Maelezo ya kisayansi.

Kama labda ulivyokisia, sauti ya kuvuma hutolewa na mtetemo wa sehemu ya mtawala ambayo hutegemea ukingo wa meza. Sehemu iliyoshinikizwa kwenye jedwali haiwezi kutetemeka na kwa hivyo haitoi sauti hata kidogo. Kadiri mwisho wa mtetemo wa kitawala unavyopungua, ndivyo sauti inavyozidi kuongezeka,kwa muda mrefu, sauti ya chini.

Slaidi 6

Sauti ni mawimbi ya elastic ya mitambo, kuenea kwa gesi, vinywaji, vitu vikali.

Mawimbi yanayosababisha hisi ya sauti, pamoja namzunguko kutoka 16 Hz hadi 20,000 Hz

inayoitwa mawimbi ya sauti (hasa longitudinal).

Slaidi 7

Uenezi wa sauti unaweza kulinganishwa na uenezi wa wimbi katika maji. Jukumu tu la jiwe lililotupwa ndani ya maji linachezwa na mwili unaozunguka, na badala ya uso wa maji, mawimbi ya sauti yanaenea hewani. Kila mtetemo wa tawi la uma wa kurekebisha huunda ufupishaji mmoja na mtetemo mmoja angani. Ubadilishaji wa condensations na rarefactions vile ni wimbi la sauti.

Slaidi ya 8

Ili kusikia sauti inahitajika:

1. chanzo cha sauti;

2. kati ya elastic kati yake na sikio;

3. anuwai fulani ya masafa ya mtetemo wa chanzo cha sauti - kati ya 16 Hz na 20 kHz,

4. nguvu ya kutosha ya mawimbi ya sauti kwa sikio kutambua.

Slaidi 9

Kuna aina mbili za vyanzo vya sauti: bandia na asili, zipate kwenye vitendawili:

Slaidi za 10 - 12

1. Kuruka nyuma ya sikio lako,

Ananiambia: "Mimi sio nzi."

Pua ni ndefu

Nani atamuua?

Atamwaga damu yake.

(Mbu).

3. Ndege mdogo msituni

maisha,

Husafisha manyoya

(Ndege).

4. Hutembea na kurudi

Hachoki kamwe.

Kwa kila anayekuja,

Yeye hutoa mkono wake.

(Mlango).

5. Ndugu wawili

Wanagonga chini sawa.

Lakini hawapigi tu -

Wanaimba wimbo pamoja.

(Ngoma).

6. Ng'ombe kulisha kwenye meadow

Mhudumu akaenda

Kukata kengele kidogo.

Hii ni nini? Nadhani!

(Kengele).

6. Juu ya pembetatu ya mbao

Kamba tatu zilivutwa

Waliichukua na kuanza kucheza -

Miguu ilianza kucheza yenyewe.

(Balaika).

8. Kifaa ni kidogo,

Lakini ya kushangaza kama hiyo.

Ikiwa rafiki yangu yuko mbali,

Ni rahisi kwangu kuzungumza naye.

(Simu).

Sauti za muziki hutolewa na vyombo mbalimbali vya muziki. Vyanzo vya sauti ndani yao ni tofauti, kwa hivyo vyombo vya muziki vimegawanywa katika vikundi kadhaa:

Slaidi za 13–16

Percussion - matari, ngoma, marimba, nk. (Hapa, nyenzo zenye mvutano, sahani za chuma, nk hutetemeka wakati unapigwa na fimbo au mkono);
Vyombo vya upepo - filimbi, hitilafu na mbwembwe, kelele, pembe, tarumbeta (mitetemo ya safu ya hewa ndani ya chombo.
Kamba - violin, gitaa, nk..
Kibodi - piano, vinubi (mitetemo ya nyuzi husababishwa na kuzipiga na nyundo);

Kwa hivyo, kulingana na athari wanayo kwetu, sauti zote zimegawanywa katika vikundi viwili: sauti za muziki na kelele. Je, ni tofauti gani kutoka kwa kila mmoja?

Tofauti kati ya muziki na kelele ni ngumu sana, kwani kile kinachoweza kuonekana kama muziki kwa mtu kinaweza kuwa kelele kwa mwingine. Wengine wanaona opera kuwa isiyo na muziki kabisa, wakati wengine, kinyume chake, wanaona kikomo cha ukamilifu katika muziki. Kulia kwa farasi au mlio wa gari lililobebwa na mbao kunaweza kuwa kelele kwa watu wengi, lakini muziki kwa mfanyabiashara wa mbao. Kwa wazazi wenye upendo, kilio cha mtoto mchanga kinaweza kuonekana kama muziki kwa wengine, sauti kama hizo ni kelele tu.

Walakini, watu wengi wangekubali kwamba sauti zinazotoka kwa nyuzi zinazotetemeka, mianzi, uma wa kurekebisha na kamba za sauti za mwimbaji ni za muziki. Lakini ikiwa ni hivyo. Ni nini muhimu katika kusisimua sauti ya muziki au sauti?

Uzoefu wetu unaonyesha kwamba kwa sauti ya muziki ni muhimu kwamba vibrations kutokea mara kwa mara. Mitetemo ya uma ya kurekebisha, kamba, nk. kuwa na tabia kama hiyo; mitetemo ya treni, magari ya mbao, n.k. hutokea kwa vipindi visivyo vya kawaida, visivyo na usawa, na sauti wanazotoa ni kelele tu. Kelele inatofautiana na sauti ya muziki kwa kuwa hailingani na mzunguko wowote maalum wa vibration na, kwa hiyo, kwa sauti maalum ya sauti. Kelele ina mitetemo ya masafa mbalimbali. Pamoja na maendeleo ya tasnia na usafiri wa kisasa wa kasi, shida mpya imeibuka - mapambano dhidi ya kelele. Hata dhana mpya ya "uchafuzi wa kelele" ya mazingira imeibuka.

Slaidi17 R. Rozhdestvensky alitoa picha sahihi na fupi ya ukweli wa sasa:

Viwanja vya ndege,

Gati na majukwaa,

Misitu isiyo na ndege na ardhi bila maji ...

Chini na kidogo ya asili ya jirani,

Zaidi na zaidi - mazingira.

Kelele, haswa ya nguvu ya juu, sio tu ya kukasirisha na ya kuchosha - inaweza pia kudhoofisha afya yako.

Jambo la hatari zaidi ni mfiduo wa muda mrefu kwa kelele kali juu ya kusikia kwa mtu, ambayo inaweza kusababisha hasara ya sehemu au kamili ya kusikia. Takwimu za matibabu zinaonyesha kuwa upotevu wa kusikia umechukua nafasi kubwa katika muundo wa magonjwa ya kazi katika miaka ya hivi karibuni na hauna tabia ya kupungua.

Kwa hiyo, ni muhimu kujua sifa za mtazamo wa kibinadamu wa sauti, viwango vya kelele vinavyokubalika kutoka kwa mtazamo wa kuhakikisha afya, tija ya juu na faraja, pamoja na njia na mbinu za kukabiliana na kelele.

Athari mbaya za kelele kwa wanadamu na ulinzi kutoka kwake.

Athari mbaya za kelele kwenye mwili wa binadamu.

Slaidi ya 18

Maonyesho ya athari mbaya za kelele kwenye mwili wa binadamu ni tofauti sana.

Mfiduo wa muda mrefu kwa kelele kali(juu ya 80 dB) juu ya kusikia kwa mtu husababisha hasara yake ya sehemu au kamili. Kulingana na muda na ukubwa wa mfiduo wa kelele, kupungua kwa unyeti wa viungo vya kusikia kunapungua zaidi au kidogo, ikionyeshwa kama mabadiliko ya muda katika kizingiti cha kusikia, ambayo hupotea baada ya kumalizika kwa mfiduo wa kelele, na kwa muda mrefu. (au) kiwango cha kelele, mabadiliko yasiyoweza kutenduliwa hutokea.kupoteza kusikia (ugumu wa kusikia), inayojulikana na mabadiliko ya mara kwa mara katika kizingiti cha kusikia.

Kuna viwango vifuatavyo vya upotezaji wa kusikia:

Slaidi ya 19

Shahada ya I (hasara ya kusikia kidogo) - upotezaji wa kusikia katika eneo la masafa ya hotuba ni 10 - 20 dB, kwa masafa ya 4000 Hz - 20 - 60 dB;
shahada ya II (hasara ya kusikia ya wastani) - kupoteza kusikia katika eneo la masafa ya hotuba ni 21 - 30 dB, kwa mzunguko wa 4000 Hz - 20 - 65 dB;
III shahada (hasara kubwa ya kusikia) - kupoteza kusikia katika eneo la masafa ya hotuba ni 31 dB au zaidi, kwa mzunguko wa 4000 Hz - 20 - 78 dB.

Athari za kelele kwenye mwili wa mwanadamu sio tu kwa athari kwenye chombo cha kusikia. Kupitia nyuzi za mishipa ya kusikia, hasira ya kelele hupitishwa kwa mifumo ya neva ya kati na ya uhuru, na kupitia kwao huathiri viungo vya ndani, na kusababisha mabadiliko makubwa katika hali ya kazi ya mwili, inayoathiri hali ya akili ya mtu, na kusababisha. hisia ya wasiwasi na hasira. Mtu anayekabiliwa na kelele kali (zaidi ya 80 dB) hutumia wastani wa 10-20% zaidi ya juhudi za kimwili na kiakili ili kudumisha pato alilopata kwa kiwango cha sauti chini ya 70 dB. Ongezeko la 10-15% la matukio ya jumla ya wafanyikazi katika tasnia yenye kelele ilianzishwa. Athari kwenye mfumo wa neva wa uhuru huonekana hata kwa viwango vya chini vya sauti (40 - 70 dB). Ya athari za uhuru, iliyotamkwa zaidi ni usumbufu wa mzunguko wa pembeni kwa sababu ya kupunguzwa kwa capillaries ya ngozi na utando wa mucous, na pia kuongezeka kwa shinikizo la damu (kwa viwango vya sauti zaidi ya 85 dB).

Athari za kelele kwenye mfumo mkuu wa neva husababisha kuongezeka kwa kipindi cha siri (kilichofichwa) cha mmenyuko wa kuona wa gari, husababisha usumbufu wa uhamaji wa michakato ya neva, mabadiliko ya vigezo vya electroencephalographic, kuvuruga shughuli za ubongo na udhihirisho. mabadiliko ya jumla ya kazi katika mwili (hata kwa kelele ya 50 - 60 dB), kwa kiasi kikubwa mabadiliko ya biopotentials ya ubongo, mienendo yao, husababisha mabadiliko ya biochemical katika miundo ya ubongo.

Kwa kelele za msukumo na zisizo za kawaidamfiduo wa kelele huongezeka.

Mabadiliko katika hali ya kazi ya mifumo ya neva ya kati na ya uhuru hutokea mapema zaidi na kwa viwango vya chini vya kelele kuliko kupungua kwa unyeti wa kusikia.

Slaidi ya 20

Hivi sasa, "ugonjwa wa kelele" unaonyeshwa na tata ya dalili:

kupungua kwa unyeti wa kusikia;
mabadiliko katika kazi ya utumbo, iliyoonyeshwa kwa kupungua kwa asidi;
kushindwa kwa moyo na mishipa;
matatizo ya neuroendocrine.

Wale wanaofanya kazi katika hali ya mfiduo wa muda mrefu wa kelele hupata kuwashwa, maumivu ya kichwa, kizunguzungu, kupoteza kumbukumbu, kuongezeka kwa uchovu, kupungua kwa hamu ya kula, maumivu ya sikio, nk. Mfiduo wa kelele unaweza kusababisha mabadiliko mabaya katika hali ya kihisia ya mtu, ikiwa ni pamoja na yale yanayosumbua. Yote hii inapunguza utendaji na tija ya mtu, ubora na usalama wa kazi. Imeanzishwa kuwa katika kazi ambayo inahitaji tahadhari zaidi, wakati kiwango cha sauti kinaongezeka kutoka 70 hadi 90 dB, tija ya kazi hupungua kwa 20%.

Slaidi ya 21 (Dawa za kidijitali za filamu)

Slaidi ya 22

Ultrasound ( Zaidi ya 20,000 Hz) pia husababisha uharibifu wa kusikia, ingawa sikio la mwanadamu halijibu. Ultrasound yenye nguvu huathiri seli za ujasiri katika ubongo na uti wa mgongo, na kusababisha hisia inayowaka katika mfereji wa nje wa ukaguzi na hisia ya kichefuchefu.

Hakuna hatari kidogo infrasonic mfiduo wa mitetemo ya akustisk (chini ya 20 Hz). Kwa nguvu ya kutosha, infrasound inaweza kuathiri mfumo wa vestibular, kupunguza usikivu wa kusikia na kuongeza uchovu na kuwashwa, na kusababisha upotezaji wa uratibu. Jukumu maalum linachezwa na oscillations ya infrafrequency na mzunguko wa 7 Hz. Kama matokeo ya sanjari yao na mzunguko wa asili wa rhythm ya alpha ya ubongo, sio tu uharibifu wa kusikia huzingatiwa, lakini damu ya ndani inaweza pia kutokea. Infrasounds (6 8 Hz) inaweza kusababisha matatizo ya moyo na mzunguko wa damu.

Slaidi za 23 - 24

HIFADHI YA KUSIKIA

Piga masikio yako na vidole vyako, weka kwa makini vidole vyako vya index kwenye kope za macho yako yaliyofungwa. Vidole vya kati vinapunguza pua. Vidole vya pete na vidole viwili vidogo vimelala kwenye midomo, ambayo imekunjwa ndani ya bomba na kupanuliwa mbele. Vuta pumzi vizuri kupitia mdomo wako ili mashavu yako yatoe pumzi. Baada ya kuvuta pumzi, tikisa kichwa chako na ushikilie pumzi yako. Kisha kuinua kichwa chako polepole, fungua macho yako na exhale kupitia pua yako.

2. Zoezi "Mti" kwa ukimya - rahisi sana.Unaweza kuzungumza tu ikiwa swali la moja kwa moja linaulizwa kwa fomu sahihi. Maswali: "Unaendeleaje?", "Unafanya nini?", "Ninaenda, au nini?" - usifanye kazi kwa muda, muulizaji anaanza kujisikia kama mchochezi mbaya na swali lake : "Saa ngapi?" - anaisuluhisha mwenyewe .. Na ukimya unaingia. Mazoezi husaidia kuhifadhi nishati, kuimarisha kusikia na kuzingatia.

Vyanzo vya sauti. Mitetemo ya sauti

Mwanadamu anaishi katika ulimwengu wa sauti. Sauti kwa wanadamu ni chanzo cha habari. Anaonya watu juu ya hatari. Sauti katika mfumo wa muziki, wimbo wa ndege unatupa raha. Tunafurahia kumsikiliza mtu kwa sauti ya kupendeza. Sauti ni muhimu si tu kwa wanadamu, bali pia kwa wanyama, ambayo kutambua sauti nzuri huwasaidia kuishi.

Sauti - haya ni mawimbi ya elastic ya mitambo yanayoenea katika gesi, vinywaji na vitu vikali.

Sababu ya sauti - vibration (oscillations) ya miili, ingawa vibrations hizi mara nyingi hazionekani kwa macho yetu.

Vyanzo vya sauti - miili ya kimwili ambayo hutetemeka, i.e. tetemeka au tetemeka mara kwa mara
kutoka mara 16 hadi 20,000 kwa sekunde. Mwili wa vibrating unaweza kuwa imara, kwa mfano, kamba
au ukoko wa dunia, gesi, kwa mfano, mkondo wa hewa katika vyombo vya muziki vya upepo
au kioevu, kwa mfano, mawimbi juu ya maji.

Kiasi

Sauti kubwa inategemea amplitude ya vibrations katika wimbi la sauti. Kitengo cha sauti ya sauti ni 1 Bel (kwa heshima ya Alexander Graham Bell, mvumbuzi wa simu). Kwa mazoezi, sauti kubwa hupimwa kwa decibels (dB). 1 dB = 0.1B.

10 dB - kunong'ona;

20-30 dB - viwango vya kelele katika majengo ya makazi;
50 dB- mazungumzo ya sauti ya kati;
80 d B - kelele ya injini ya lori inayoendesha;
130 dB- kizingiti cha maumivu

Sauti ya juu zaidi ya 180 dB inaweza kusababisha kupasuka kwa ngoma ya sikio.

Sauti za juu kuwakilishwa na mawimbi ya juu-frequency - kwa mfano, ndege.

Sauti za chini Haya ni mawimbi ya masafa ya chini, kama vile sauti ya injini kubwa ya lori.

Mawimbi ya sauti

Mawimbi ya sauti- Haya ni mawimbi ya elastic ambayo husababisha mtu kupata sauti.

Wimbi la sauti linaweza kusafiri umbali mbalimbali. Milio ya risasi inaweza kusikika kwa kilomita 10-15, sauti ya farasi na mbwa wanaobweka - kwa kilomita 2-3, na kunong'ona kwa mita chache tu. Sauti hizi hupitishwa kupitia hewa. Lakini sio hewa tu inaweza kuwa kondakta wa sauti.

Kwa kuweka sikio lako kwenye reli, unaweza kusikia sauti ya treni inayokaribia mapema zaidi na kwa mbali zaidi. Hii ina maana kwamba chuma hufanya sauti kwa kasi na bora zaidi kuliko hewa. Maji pia hufanya sauti vizuri. Baada ya kupiga mbizi ndani ya maji, unaweza kusikia wazi mawe yakigonga kila mmoja, kelele za kokoto wakati wa kuteleza.

Mali ya maji - hufanya sauti vizuri - hutumiwa sana kwa uchunguzi wa baharini wakati wa vita, na pia kwa kupima kina cha bahari.

Hali ya lazima kwa uenezi wa mawimbi ya sauti ni uwepo wa kati ya nyenzo. Katika ombwe, mawimbi ya sauti hayaenezi, kwa kuwa hakuna chembe huko ambazo hupitisha mwingiliano kutoka kwa chanzo cha mtetemo.

Kwa hiyo, kutokana na ukosefu wa angahewa, ukimya kamili unatawala kwenye Mwezi. Hata kuanguka kwa meteorite juu ya uso wake haisikiki kwa mwangalizi.

Katika kila kati, sauti husafiri kwa kasi tofauti.

Kasi ya sauti hewani- takriban 340 m / s.

Kasi ya sauti katika maji- 1500 m / s.

Kasi ya sauti katika metali, chuma- 5000 m / s.

Katika hewa ya joto, kasi ya sauti ni kubwa zaidi kuliko hewa baridi, ambayo inaongoza kwa mabadiliko katika mwelekeo wa uenezi wa sauti.

FORK

-Hii Sahani ya chuma yenye umbo la U, ambayo ncha zake zinaweza kutetemeka baada ya kupigwa.

Imechapishwa tuning uma sauti ni dhaifu sana na inaweza kusikika kwa umbali mfupi tu.
Kinasa sauti- sanduku la mbao ambalo uma wa kurekebisha unaweza kuunganishwa hutumikia kukuza sauti.
Katika kesi hii, utoaji wa sauti hutokea sio tu kutoka kwa uma wa kurekebisha, lakini pia kutoka kwa uso wa resonator.
Walakini, muda wa sauti ya uma ya kurekebisha kwenye resonator itakuwa mfupi kuliko bila hiyo.

E X O

Sauti kubwa, inayoakisiwa kutoka kwa vizuizi, inarudi kwenye chanzo cha sauti baada ya muda mfupi, na tunasikia. mwangwi.

Kwa kuzidisha kasi ya sauti kwa wakati uliopita kutoka kwa asili yake hadi kurudi kwake, unaweza kuamua mara mbili umbali kutoka kwa chanzo cha sauti hadi kikwazo.
Njia hii ya kuamua umbali wa vitu hutumiwa katika echolocation.

Baadhi ya wanyama, kama popo,
pia tumia hali ya uakisi wa sauti kwa kutumia mbinu ya mwangwi

Echolocation inategemea mali ya kutafakari kwa sauti.

Sauti - kukimbia wimbi la mitambo juu na kuhamisha nishati.
Walakini, nguvu ya mazungumzo ya wakati mmoja ya watu wote ulimwenguni sio zaidi ya nguvu ya gari moja la Moskvich!

Ultrasound.

· Mitetemo yenye masafa yanayozidi Hz 20,000 huitwa ultrasound. Ultrasound hutumiwa sana katika sayansi na teknolojia.

· Kioevu huchemka wakati wimbi la ultrasonic linapita (cavitation). Katika kesi hiyo, nyundo ya maji hutokea. Ultrasound inaweza kurarua vipande vya uso wa chuma na kuponda yabisi. Ultrasound inaweza kutumika kuchanganya vimiminika visivyoweza kueleweka. Hivi ndivyo emulsions katika mafuta huandaliwa. Chini ya ushawishi wa ultrasound, saponification ya mafuta hutokea. Vifaa vya kuosha vimeundwa kwa kanuni hii.

· Inatumika sana ultrasound katika hydroacoustics. Ultrasound ya masafa ya juu hufyonzwa kwa nguvu sana na maji na inaweza kuenea zaidi ya makumi ya kilomita. Ikiwa wanakutana na chini, barafu au mwili mwingine imara katika njia yao, huonyeshwa na kuzalisha echo ya nguvu kubwa. Sauti ya sauti ya echo ya ultrasonic imeundwa kwa kanuni hii.

Katika chuma ultrasound huenea kivitendo bila kunyonya. Kutumia njia ya eneo la ultrasonic, inawezekana kugundua kasoro ndogo zaidi ndani ya sehemu ya unene mkubwa.

· Athari ya kusagwa ya ultrasound hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa chuma cha soldering cha ultrasonic.

Mawimbi ya ultrasonic, iliyotumwa kutoka kwa meli, inaonekana kutoka kwa kitu kilichozama. Kompyuta hutambua wakati echo inaonekana na huamua eneo la kitu.

· Ultrasound hutumiwa katika dawa na biolojia kwa ajili ya echolocation, kwa kutambua na kutibu uvimbe na baadhi ya kasoro katika tishu za mwili, katika upasuaji na traumatology kwa kukata tishu laini na mfupa wakati wa shughuli mbalimbali, kwa kulehemu mifupa iliyovunjika, kwa kuharibu seli (high power ultrasound).

Infrasound na athari zake kwa wanadamu.

Mitetemo yenye masafa ya chini ya 16 Hz inaitwa infrasound.

Kwa asili, infrasound hutokea kwa sababu ya harakati ya vortex ya hewa katika anga au kutokana na vibrations polepole ya miili mbalimbali. Infrasound ina sifa ya kunyonya dhaifu. Kwa hiyo, huenea kwa umbali mrefu. Mwili wa mwanadamu humenyuka kwa uchungu kwa mitetemo ya infrasonic. Chini ya ushawishi wa nje unaosababishwa na vibration ya mitambo au mawimbi ya sauti kwa mzunguko wa 4-8 Hz, mtu anahisi harakati za viungo vya ndani, na kwa mzunguko wa 12 Hz - mashambulizi ya bahari.

· Kiwango cha juu zaidi mitetemo ya infrasonic kuunda mashine na mitambo ambayo ina nyuso kubwa zinazofanya mitetemo ya mitambo ya masafa ya chini (infrasound ya asili ya mitambo) au mtiririko wa misukosuko wa gesi na vimiminiko (infrasound ya asili ya aerodynamic au hidrodynamic).

Kabla ya kuelewa ni vyanzo gani vya sauti vilivyopo, fikiria sauti ni nini? Tunajua kuwa mwanga ni mionzi. Kutafakari kutoka kwa vitu, mionzi hii hufikia macho yetu, na tunaweza kuiona. Ladha na harufu ni chembechembe ndogo za miili ambazo hutambulika na vipokezi vyetu husika. Sauti hii ni mnyama wa aina gani?

Sauti hupitishwa kupitia hewa

Pengine umeona jinsi gitaa linavyopigwa. Labda unaweza kufanya hivi mwenyewe. Jambo lingine muhimu ni sauti ambayo nyuzi hufanya kwenye gita wakati unazipiga. Hiyo ni sawa. Lakini ikiwa ungeweza kuweka gitaa kwenye utupu na kuchomoa nyuzi, ungeshangaa sana kwamba gitaa lisingetoa sauti yoyote.

Majaribio hayo yalifanywa kwa aina mbalimbali za miili, na matokeo yalikuwa sawa kila wakati: hakuna sauti inayoweza kusikika katika nafasi isiyo na hewa. Hitimisho la kimantiki hufuata kwamba sauti hupitishwa kupitia hewa. Kwa hiyo, sauti ni kitu kinachotokea kwa chembe za hewa na miili inayotoa sauti.

Vyanzo vya sauti - oscillating miili

Zaidi. Kama matokeo ya anuwai ya majaribio mengi, iliwezekana kujua kwamba sauti hutoka kwa sababu ya mtetemo wa miili. Vyanzo vya sauti ni miili inayotetemeka. Mitetemo hii hupitishwa na molekuli za hewa na sikio letu, linapoona mitetemo hii, hutafsiri kuwa hisia za sauti ambazo tunaelewa.

Si vigumu kuangalia. Chukua kikombe cha glasi au kioo na uweke kwenye meza. Piga kidogo na kijiko cha chuma. Utasikia sauti nyembamba ndefu. Sasa gusa kioo kwa mkono wako na ugonge tena. Sauti itabadilika na kuwa fupi zaidi.

Sasa waache watu kadhaa wafunge mikono yao kuzunguka kioo kabisa iwezekanavyo, pamoja na shina, wakijaribu kuondoka eneo moja la bure, isipokuwa kwa sehemu ndogo sana ya kupiga kijiko. Piga glasi tena. Hutasikia sauti yoyote, na yule atakayekuwa atakuwa dhaifu na mfupi sana. Hii ina maana gani?

Katika kesi ya kwanza, baada ya athari, kioo kilizunguka kwa uhuru, vibrations zake zilipitishwa kwa njia ya hewa na kufikia masikio yetu. Katika kisa cha pili, mitetemo mingi ilifyonzwa na mkono wetu, na sauti ikawa fupi zaidi kwani mitetemo ya mwili ilipungua. Katika kisa cha tatu, karibu mitetemo yote ya mwili ilifyonzwa mara moja na mikono ya washiriki wote na mwili haukutetemeka, na kwa hivyo haukutoa sauti yoyote.

Vile vile huenda kwa majaribio mengine yote ambayo unaweza kufikiria na kufanya. Mitetemo ya miili, inayopitishwa kwa molekuli za hewa, itatambuliwa na masikio yetu na kufasiriwa na ubongo.

Mitetemo ya sauti ya masafa tofauti

Kwa hivyo sauti ni mtetemo. Vyanzo vya sauti husambaza mitetemo ya sauti kupitia hewani kwetu. Kwa nini basi hatusikii mitetemo yote ya vitu vyote? Kwa sababu mitetemo huja katika masafa tofauti.

Sauti inayotambuliwa na sikio la mwanadamu ni mitetemo ya sauti yenye mzunguko wa takriban 16 Hz hadi 20 kHz. Watoto husikia sauti za masafa ya juu zaidi kuliko watu wazima, na masafa ya utambuzi wa viumbe hai tofauti kwa ujumla hutofautiana sana.

Masikio ni chombo nyembamba sana na cha maridadi kilichotolewa kwa asili, kwa hiyo tunapaswa kuitunza, kwa kuwa hakuna uingizwaji au analog katika mwili wa mwanadamu.

Kwa msaada wa somo hili la video unaweza kusoma mada "Vyanzo vya Sauti. Mitetemo ya sauti. Lami, sauti, sauti." Katika somo hili utajifunza sauti ni nini. Pia tutazingatia safu za mitetemo ya sauti inayotambuliwa na usikivu wa mwanadamu. Wacha tujue ni nini kinachoweza kuwa chanzo cha sauti na ni hali gani zinahitajika kwa kutokea kwake. Pia tutasoma sifa za sauti kama vile sauti, sauti na sauti.

Mada ya somo imejitolea kwa vyanzo vya sauti na mitetemo ya sauti. Pia tutazungumzia kuhusu sifa za sauti - lami, kiasi na timbre. Kabla ya kuzungumza juu ya sauti, kuhusu mawimbi ya sauti, hebu tukumbuke kwamba mawimbi ya mitambo yanaenea katika vyombo vya habari vya elastic. Sehemu ya mawimbi ya mitambo ya longitudinal ambayo hugunduliwa na viungo vya kusikia vya binadamu inaitwa sauti, mawimbi ya sauti. Sauti ni mawimbi ya mitambo yanayotambuliwa na viungo vya kusikia vya binadamu vinavyosababisha hisia za sauti .

Majaribio yanaonyesha kuwa sikio la binadamu na viungo vya kusikia vya binadamu hutambua mitetemo yenye masafa kutoka 16 Hz hadi 20,000 Hz. Ni safu hii ambayo tunaita sauti. Bila shaka, kuna mawimbi ambayo mzunguko wake ni chini ya 16 Hz (infrasound) na zaidi ya 20,000 Hz (ultrasound). Lakini safu hii, sehemu hizi hazitambuliwi na sikio la mwanadamu.

Mchele. 1. Aina ya kusikia ya sikio la mwanadamu

Kama tulivyosema, maeneo ya infrasound na ultrasound hayatambui na viungo vya kusikia vya binadamu. Ingawa wanaweza kutambuliwa, kwa mfano, na wanyama na wadudu wengine.

Nini kilitokea ? Vyanzo vya sauti vinaweza kuwa mwili wowote unaotetemeka kwa masafa ya sauti (kutoka 16 hadi 20,000 Hz)

Mchele. 2. Rula inayozunguka iliyobanwa kwenye ubadhirifu inaweza kuwa chanzo cha sauti.

Hebu tugeukie uzoefu na tuone jinsi wimbi la sauti linaundwa. Ili kufanya hivyo, tunahitaji mtawala wa chuma, ambayo tutaifunga kwa makamu. Sasa, tunapotenda kwa mtawala, tutaweza kutazama vibrations, lakini hatutasikia sauti yoyote. Na bado wimbi la mitambo linaundwa karibu na mtawala. Tafadhali kumbuka kuwa wakati mtawala unapohamishwa kwa upande mmoja, muhuri wa hewa huundwa hapa. Katika mwelekeo mwingine pia kuna muhuri. Utupu wa hewa hutengeneza kati ya mihuri hii. Wimbi la longitudinal - hili ni wimbi la sauti linalojumuisha migandamizo na uboreshaji wa hewa mara chache. Mzunguko wa oscillation wa mtawala katika kesi hii ni chini ya mzunguko wa sauti, kwa hiyo hatusikii wimbi hili, sauti hii. Kulingana na uzoefu ambao tumeona hivi punde, mwishoni mwa karne ya 18, kifaa kinachoitwa uma cha kurekebisha kiliundwa.

Mchele. 3. Uenezi wa mawimbi ya sauti ya longitudinal kutoka kwa uma ya kurekebisha

Kama tulivyoona, sauti inaonekana kama matokeo ya mitetemo ya mwili na masafa ya sauti. Mawimbi ya sauti huenea pande zote. Lazima kuwe na chombo kati ya misaada ya kusikia ya binadamu na chanzo cha mawimbi ya sauti. Chombo hiki kinaweza kuwa cha gesi, kioevu, au kigumu, lakini lazima kiwe chembe zinazoweza kupitisha mitetemo. Mchakato wa kupeleka mawimbi ya sauti lazima lazima kutokea pale ambapo kuna jambo. Ikiwa hakuna dutu, hatutasikia sauti yoyote.

Ili sauti iwepo unahitaji:

1. Chanzo cha sauti

2. Jumatano

3. Msaada wa kusikia

4. Mzunguko 16-20000Hz

5. Ukali

Sasa hebu tuendelee kujadili sifa za sauti. Ya kwanza ni lami. Urefu wa sauti - tabia ambayo imedhamiriwa na mzunguko wa oscillations. Ya juu ya mzunguko wa mwili unaozalisha vibrations, sauti itakuwa ya juu. Hebu tuangalie tena mtawala uliofanyika katika makamu. Kama tulivyokwisha sema, tuliona mitetemo, lakini hatukusikia sauti yoyote. Ikiwa sasa tutafanya urefu wa mtawala kuwa mfupi, tutasikia sauti, lakini itakuwa vigumu zaidi kuona vibrations. Angalia mstari. Ikiwa tutaifanyia kazi sasa, hatutasikia sauti yoyote, lakini tutaona mitetemo. Ikiwa tunafupisha mtawala, tutasikia sauti ya sauti fulani. Tunaweza kufanya urefu wa mtawala hata mfupi, basi tutasikia sauti ya sauti ya juu zaidi (frequency). Tunaweza kutazama kitu kimoja na uma za kurekebisha. Ikiwa tutachukua uma kubwa ya kurekebisha (pia inaitwa uma ya maandamano) na kugonga miguu ya uma kama huo wa kurekebisha, tunaweza kutazama mtetemo, lakini hatutasikia sauti. Ikiwa tutachukua uma mwingine wa kurekebisha, basi tunapoipiga tutasikia sauti fulani. Na uma unaofuata wa kurekebisha, uma halisi wa kurekebisha, ambao hutumiwa kutengeneza vyombo vya muziki. Hutoa sauti inayolingana na noti A, au, kama wanavyosema pia, 440 Hz.

Tabia inayofuata ni timbre ya sauti. Mbao inayoitwa rangi ya sauti. Je, sifa hii inaweza kuonyeshwaje? Timbre ni tofauti kati ya sauti mbili zinazofanana zinazofanywa na ala tofauti za muziki. Ninyi nyote mnajua kwamba tuna noti saba tu. Tukisikia noti sawa A ikichezwa kwenye violin na kwenye piano, tunaweza kuzitofautisha. Tunaweza kusema mara moja ni chombo gani kilichounda sauti hii. Ni kipengele hiki - rangi ya sauti - ambayo ni sifa ya timbre. Inapaswa kuwa alisema kuwa timbre inategemea kile vibrations sauti hutolewa tena, pamoja na tone ya msingi. Ukweli ni kwamba mitetemo ya sauti ya kiholela ni ngumu sana. Wao hujumuisha seti ya vibrations ya mtu binafsi, wanasema wigo wa vibration. Ni kuzaliana kwa mitetemo ya ziada (overtones) ambayo inaashiria uzuri wa sauti ya sauti au ala fulani. Mbao ni moja ya maonyesho kuu na angavu zaidi ya sauti.

Tabia nyingine ni kiasi. Kiasi cha sauti inategemea amplitude ya vibrations. Hebu tuangalie na tuhakikishe kwamba sauti kubwa inahusiana na amplitude ya vibrations. Kwa hivyo, wacha tuchukue uma wa kurekebisha. Wacha tufanye yafuatayo: ikiwa unapiga uma wa kurekebisha kwa nguvu, amplitude ya vibrations itakuwa ndogo na sauti itakuwa ya utulivu. Ikiwa sasa utapiga uma wa kurekebisha zaidi, sauti itakuwa kubwa zaidi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba amplitude ya oscillations itakuwa kubwa zaidi. Mtazamo wa sauti ni jambo la kibinafsi, inategemea ni aina gani ya misaada ya kusikia inayotumiwa na jinsi mtu anahisi.

Orodha ya fasihi ya ziada:

Je, sauti hiyo unaifahamu sana? // Quantum. - 1992. - Nambari 8. - P. 40-41. Kikoin A.K. Kuhusu sauti za muziki na vyanzo vyao // Quantum. - 1985. - Nambari 9. - P. 26-28. Kitabu cha maandishi cha fizikia ya msingi. Mh. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.

Sauti, kama tunavyokumbuka, ni mawimbi ya longitudinal elastic. Na mawimbi yanazalishwa na vitu vya oscillating.

Mifano ya vyanzo vya sauti: mtawala unaozunguka, mwisho wake ambao umefungwa, kamba za oscillating, membrane ya msemaji.

Lakini vitu vinavyozunguka havitoi sauti inayosikika kila wakati kwenye sikio - ikiwa mzunguko wa oscillations yao ni chini ya 16 Hz, basi hutoa. infrasound, na ikiwa zaidi ya 20 kHz, basi ultrasound.

Ultrasound na infrasound ni, kutoka kwa mtazamo wa fizikia, mitetemo sawa ya elastic ya kati kama sauti ya kawaida, lakini sikio haliwezi kuziona, kwani masafa haya ni mbali sana na masafa ya sauti ya eardrum (eardrum). haiwezi kutetemeka kwa masafa kama haya).

Sauti za masafa ya juu huhisiwa kuwa nyembamba, sauti za masafa ya chini kama besi zaidi.

Ikiwa mfumo wa oscillatory hufanya oscillations ya harmonic ya mzunguko mmoja, basi sauti yake inaitwa kwa sauti iliyo wazi. Kawaida vyanzo vya sauti hutoa sauti za masafa kadhaa mara moja - basi mzunguko wa chini kabisa huitwa sauti kuu, na wengine wanaitwa sauti za ziada. Overtones imedhamiriwa timbre sauti - ni kwa sababu yao kwamba tunaweza kutofautisha kwa urahisi piano kutoka kwa violin, hata wakati mzunguko wao wa kimsingi ni sawa.

Kiasi sauti ni hisi inayotuwezesha kulinganisha sauti kama "sauti zaidi" na "sauti ndogo." Kiasi kinategemea mambo mengi - frequency, muda, na sifa za mtu binafsi za msikilizaji. Lakini zaidi ya yote inategemea shinikizo la sauti, ambalo linahusiana moja kwa moja na amplitude ya vibrations ya kitu ambacho hutoa sauti.

Sehemu ya kipimo cha sauti kubwa inaitwa ndoto.

Katika matatizo ya vitendo, kiasi kinachoitwa kiwango cha sauti au kiwango cha shinikizo la sauti. Thamani hii inapimwa bela [B] au, mara nyingi zaidi, ndani desibeli [dB].

Thamani hii inategemea logarithmically juu ya shinikizo la sauti - yaani, ongezeko la shinikizo mara 10 huongeza kiwango cha sauti kwa 1 dB.

Sauti ya kuruka kupitia gazeti ni takriban 20 dB, saa ya kengele ni 80 dB, sauti ya ndege inayopaa ni 100-120 dB (karibu na maumivu).

Moja ya matumizi yasiyo ya kawaida ya sauti (kwa usahihi zaidi ultrasound) ni echolocation. Unaweza kutoa sauti na kupima wakati inachukua kwa mwangwi kuja. Umbali mkubwa wa kikwazo, ucheleweshaji utakuwa mkubwa zaidi. Njia hii ya kupima umbali kawaida hutumiwa chini ya maji, lakini popo hutumia moja kwa moja hewani.

Umbali wa echolocation imedhamiriwa kama ifuatavyo:

2r = vt, ambapo v ni kasi ya sauti katika kati, t ni wakati wa kuchelewa kwa echo, r ni umbali wa kizuizi.

Badilisha somo hili na/au ongeza kazi na upokee pesa kila mara* Ongeza somo na/au kazi zako na upokee pesa kila mara