AWANS INFORMACJE FORUM Dla nauczyciela Dla ucznia LOGOWANIE


Katalog

Jarosław Dębicki
Fizyka, Scenariusze

Fale dźwiękowe i ich własności. Cechy dźwięków. Scenariusz zajęć - fizyka z astronomią dla klasy III LO.

- n +

Fale dźwiękowe i ich własności. Cechy dźwięków.

Scenariusz lekcji fizyki
dla klasy trzeciej liceum ogólnokształcącego

Czas trwania: 45 minut

Temat lekcji poprzedniej: Powtórzenie i utrwalenie wiadomości o falach mechanicznych.

Uczeń już potrafi:
- wyjaśnić mechanizm rozchodzenia się fal w ośrodkach sprężystych
- rozróżnić fale podłużne i poprzeczne
- zdefiniować podstawowe parametry charakteryzujące ruch falowy: długość fali, okres, częstotliwość, faza
- opisać zjawisko odbicia fal
- opisać związki między wielkościami charakteryzującymi falę mechaniczną
- opisać falę sinusoidalną
- obliczać wielkości charakterystyczne dla ruchu falowego

Cele lekcji:

Uczeń wie:
- co to jest fala dźwiękowa
- co to są ultra- i infradźwięki
- co to jest natężenie, wysokość, barwa dźwięku i od czego zależy
- z jaką prędkością rozchodzi się dźwięk w powietrzu
- co to jest echo i pogłos
- co to jest ton a co dźwięk
- co to jest hałas

Uczeń potrafi:
- opisać własności fali dźwiękowej
- klasyfikować fale akustyczne ze względu na częstotliwość
- wyjaśnić mechanizm rozchodzenia się dźwięków
- scharakteryzować subiektywne cechy dźwięków
- określać jakościowo zależność prędkości dźwięku od rodzaju środowiska
- wyjaśnić powstawanie echa i pogłosu
- stosować wiedzę do wyjaśniania zjawisk akustycznych w życiu codziennym i technice

Środki dydaktyczne:
kamerton, mała kuleczka styropianowa zawieszona na nici, gitara, okopcona szyba, statyw, wahadło matematyczne, sprężyna, plansza ze zdjęciami USG, magnetofon, materiały pomocnicze dla uczniów zawierające podstawowe pojęcia, ich definicje i zależności poznawane na lekcji

Metody nauczania:
Eksperyment pokazowy, pogadanka, mikrowykład

Przebieg lekcji:
1. Powitanie. Sprawdzenie obecności
2. Przypomnienie wiadomości o falach mechanicznych
- Wyjaśnij na czym polega rozchodzenie się fal w ośrodkach sprężystych
- Dokonaj podziału fal ze względu na kierunek ruchu cząsteczek względem kierunku ruchu fali.
- Co to jest długość fali? Oblicz długość fali o częstości 50Hz poruszającej się z prędkością 200 m/s.

3. Wprowadzenie do tematu.
Na poprzednich lekcjach zajmowaliśmy się własnościami fal mechanicznych i opisem fal sinusoidalnych. Dzisiaj poznamy cechy i własności zgęszczeniowych fal podłużnych czyli fal akustycznych zwanych często dźwiękowymi. Fale te odgrywają ogromną rolę w przyrodzie i w różnych dziedzinach życia ludzkiego, a przede wszystkim umożliwiają nam komunikowanie się ze sobą.

4. Podanie tematu lekcji:
Fale dźwiękowe i ich własności. Cechy dźwięków.

Wprowadzenie nowego materiału:
Wykonajmy prosty eksperyment:
a) Uderzamy w widełki kamertonu, do których dotyka kuleczka styropianowa. Uczniowie obserwują drgania kuleczki i słyszą dźwięk.
b) Szarpiemy strunę gitarową - uczniowie widzą drgania i słyszą dźwięk
c) Drgające widełki kamertonu zaopatrzone w metalowy “języczek" przesuwamy po okopconej szybie. Uczniowie słyszą dźwięk i widzą kształt krzywej zarysowanej na szybie. Identyfikują go jako drganie sinusoidalne.


Po dokonaniu obserwacji uczniowie odpowiadając na pytanie nauczyciela: Co jest źródłem dźwięków? wypowiadają i zapisują wniosek: Źródłem dźwięku są ciała drgające.

Wykonujemy następny eksperyment:
a)wprawiamy w ruch wahadło
b) wprawiamy w drgania sprężynę

Uczniowie obserwują drgania, nie słyszą dźwięków.

Uczniowie wypowiadają i zapisują wniosek: Nie wszystkie drgania są słyszalne dla człowieka.

Nauczyciel informuje uczniów, iż ucho ludzkie odbiera jako dźwięki słyszalne fale o częstości od 16 Hz do 20 000 Hz.

Infradźwięki to dźwięki o częstotliwościach mniejszych od 16 Hz, słyszą je słonie i żyjątka morskie (Nauczyciel wzmiankuje o własnościach infradźwięków i ich oddziaływaniu na organizm ludzki).

Ultradźwięki to dźwięki o częstotliwościach większych od 20 000 Hz. Posługują się nimi nietoperze, delfiny, słyszą je psy.(Nauczyciel wzmiankuje o własnościach ultradźwięków i ich zastosowaniu w medycynie i technice. Prezentuje uczniom planszę ze zdjęciami USG.

Poznajmy teraz cechy dźwięków:

a) Nauczyciel lekko i mocno uderza w widełki kamertonu, lekko i mocno szarpie strunę gitarową. Informuje, iż ta cecha dźwięku, która określa czy dźwięk jest cichy czy głośny nazywa się natężenie dźwięku.

Uczniowie wnioskują, iż to czy dźwięk jest cichy czy głośny zależy od amplitudy drgań.

b) Nauczyciel wydobywa ze struny gitarowej dźwięki wysokie i niskie zmieniając długość struny. Pyta uczniów od czego ich zdaniem zależy wysokość dźwięku?

Uczniowie odpowiadają, że wysokość dźwięku zależy od długości struny. Po krótkiej dyskusji, dochodzą do wniosku, że wysokość dźwięku zależy od częstotliwości drgań.

c) Nauczyciel informuje, iż możliwość odróżnienia i rozpoznania co jest źródłem dźwięku daje barwa czyli brzmienie. Prezentując rysunek na którym widać “kształt" samogłosek “a" i “y" oraz spółgłoski “m", wyjaśnia, iż barwa dźwięku zależy od kształtu drgań.

Uczniowie samodzielnie sporządzają notatkę z tej części lekcji. Jeden z uczniów odczytuje ją, wszyscy weryfikują jej treść.

Fale dźwiękowe rozchodzą się w powietrzu z prędkością v = 340 m/s. Wartość prędkości może się zmieniać w zależności od temperatury i wilgotności powietrza. Dlatego np. lepsza słyszalność jest w chłodny dzień, gorsza w upały.

Rozchodząc się w atmosferze fale mogą napotykać na przeszkody i odbijać się od nich, załamywać lub uginać.

Znamy wszyscy zjawisko echa. Kiedy ono występuje? Na czym polega?

Uczniowie odpowiadają odwołując się do swoich doświadczeń. zazwyczaj wtedy okazuje się, że niektórzy uczniowie mylą zjawisko echa i pogłosu. Nauczyciel proponuje by obliczyć w jakiej odległości od źródła powinna znajdować się przeszkoda, by można było usłyszeć echo jednosylabowe.

Δt = 0,4s
2smin = vΔ t = 340m/s Δ 0,2s = 136m
smin = 68m
dla echa wielosylabowego s>34m

Następuje wyjaśnienie różnicy między echem, a pogłosem. Nauczyciel wzmiankuje o korzystnym i niekorzystnym wpływie pogłosu na efekty akustyczne. Informuje, jak uzyskać dobrą akustykę pomieszczeń.

Duże zakrzywione powierzchnie mogą dawać efekt skupiania fal dźwiękowych.

Uczniowie z pomocą nauczyciela znajdują przykłady zastosowań zjawiska odbicia dźwięków i próbują je objaśnić (np. sklepienia paraboliczne w uzdrowiskowych muszlach koncertowych, tuba, megafon, słuchawki lekarskie).

Nauczyciel jako ciekawostkę podaje informacje o tym, że sklepienia eliptyczne umożliwiają podsłuch akustyczny, oraz jak kombinacja tuby i sklepienia eliptycznego wzmacnia dźwięk i jak wykorzystywali to kapłani egipscy.

Wróćmy do naszego źródła dźwięku.

Nauczyciel uderza w kamerton. To co słyszycie to ton - dźwięk o ściśle określonej częstotliwości. Dowolny dźwięk można traktować jako nałożenie się rozmaitych tonów. Seria tonów to utwór muzyczny. Sprawia on przyjemność osobie słuchającej. W naszym otoczeniu są też dźwięki przykre dla ucha, powodujące złe samopoczucie, rozdrażnienie i choroby. To między innymi hałas, z którym powinniśmy walczyć w trosce o zdrowie własne i innych ludzi


5. Podsumowanie

Uczniowie formułują plan notatki z lekcji na podstawie otrzymanych wcześniej materiałów pomocniczych.

Jako pracę domową uczniowie otrzymują do rozwiązania dwa zadania rachunkowe, których treść zawarta jest też w materiałach pomocniczych:

1) Źródło drga z częstotliwością f=500Hz. Jaką długość ma fala dźwiękowa emitowana przez to źródło w powietrzu (v=330 m/s).

2) Wiedzą, że dźwięk w powietrzu rozchodzi się z v=340 m/s. Oblicz po jakim czasie od wystrzału usłyszy strzelec echo odbite od przeszkody odległej o 200 m od strzelca.


6. Zakończenie lekcji, opuszczenie klasy

Opracowanie: mgr Jarosław Dębicki

Zgłoś błąd    Wyświetleń: 13933


Uwaga! Wszystkie materiały opublikowane na stronach Profesor.pl są chronione prawem autorskim, publikowanie bez pisemnej zgody firmy Edgard zabronione.


BAROMETR


1 2 3 4 5 6  
Średnia ocena: 3.4



Ilość głosów: 5

Serwis internetowy, z którego korzystasz, używa plików cookies. Są to pliki instalowane w urządzeniach końcowych osób korzystających z serwisu, w celu administrowania serwisem, poprawy jakości świadczonych usług w tym dostosowania treści serwisu do preferencji użytkownika, utrzymania sesji użytkownika oraz dla celów statystycznych i targetowania behawioralnego reklamy (dostosowania treści reklamy do Twoich indywidualnych potrzeb). Informujemy, że istnieje możliwość określenia przez użytkownika serwisu warunków przechowywania lub uzyskiwania dostępu do informacji zawartych w plikach cookies za pomocą ustawień przeglądarki lub konfiguracji usługi. Szczegółowe informacje na ten temat dostępne są u producenta przeglądarki, u dostawcy usługi dostępu do Internetu oraz w Polityce prywatności plików cookies.
Dowiedz się więcej.