Стрелкова Татьяна
Исследовательская работа «Его величество — Звук!»
на тему
«Его величество - Звук!»
Подготовила:
Новикова Виктория
воспитанница СРЦН (16 лет)
Руководитель исследовательской работы :
Педагог-психолог
Татьяна Альбертовна Стрелкова
РФ, г. Белый
2019
Аннотация
Публикация «Исследовательская работа „Его величество — Звук!“» размещена в разделах
Радуясь окружающему миру, наслаждаясь звуками природы и удивляясь им, хочется изучить этот мир со всех сторон, хочется узнать, как можно больше о нём. Особенно непонятным и чарующим для нас кажется звук. Мы его называем: «Его Величество – Звук». Нам захотелось познакомиться с ним поближе, прикоснуться к этой великой тайне природы. Возникло непреодолимое желание, узнать о нём как можно больше, научиться использовать его в повседневной жизни с пользой для себя и других людей.
Именно поэтому мы решили изучить эту тему. Во-первых, опираясь на свой собственный опыт, выяснили, что в окружающем нас мире всегда присутствуют какие-то звуки, что всё в этом мире звучит. Во-вторых, изучая дополнительную литературу, узнали, что такое звук, как он зарождается, как влияет на окружающий мир. И, в-третьих, провели опыты, подтверждающие на практике некоторые свойства звука.
Актуальность нашей работы определяется тем, что от первого крика до предсмертного вздоха мы охвачены морем звуков.
С древних времён известно влияние звуков на организм человека, на состояние его здоровья, на настроение. Звуки вершат чудеса, исцеляют, возвышают дух, волнуют, радуют, печалят.
Различные звуки по-разному влияют на окружающий мир, на людей. Звуки музыки, например, влияют на дыхание, пульс и кровяное давление. Музыка снижает стресс и повышает иммунитет. Музыка поднимает силу духа.
В настоящее время с изучением звука связано развитие электроакустики и создание радиотехники и радиовещания. Атмосферная акустика исследует особенности распространения звука в атмосфере и является частью метеорологии. Геоакустика изучает применения звука в инженерной геофизике и геологии.
Огромное прикладное значение, как в технике физического эксперимента, так и в промышленности, на транспорте, в медицине и др. имеют ультразвук и гиперзвук.
И поэтому мы решили подробнее узнать об этих сторонах звука и раскрыть эту, столь важную тему.
Введение
Гипотеза: предполагается, что при создании определённых условий звук можно ощутить и даже увидеть.
Цель нашей работы : исследовать звук, выяснить, через какие вещества он передаётся и, главное, можно ли увидеть звук.
Работая над данной темой, мы поставили следующие задачи: Изучить литературу по данной теме; Провести опыты по выявлению свойств звука.
Мы использовали следующие методы исследования : изучение и анализ литературы; наблюдение; эксперимент.
Основная часть
Вокруг нас всегда слышны какие-то звуки : голоса, музыка, шум автомобилей на улице. Бывает, что один звук порождает другой. Например, при сильных раскатах грома срабатывает сигнализация автомобилей, а от громкого крика, падает предмет. Иногда, мы слышим эхо. В горах или около высокого берега водоёма, в пустой комнате оно громкое, а где-то его нет вообще.
Одни звуки нам приятны (например, ласковый голос мамы, любимая музыка, а другие пугают, раздражают (скрип мела по доске, скрежет ножа по стеклу).
Имея дело со звуком, голосом, вибрацией, мы сталкиваемся с одной из величайших загадок этого мира. Именно поэтому своё исследование мы посвятили Его Величеству - Звуку.
Изучение и анализ литературы.
Что же такое звук?
Заглянем в толковый словарь Ожегова.
ЗВУК - это то, что слышится, воспринимается слухом: физическое явление, вызываемое колебательными движениями частиц воздуха или другой среды, воспринимаемые органами слуха.
Теперь немного поразмышляем. Если, к примеру, в горах упал камень, а рядом не было никого, кто мог бы слышать звук его падения, существовал звук или нет? На вопрос можно ответить и «да» и «нет», так как слово «звук» имеет двоякое значение.
Поэтому нужно условиться, что же считать звуком – физическое явление в виде распространения звуковых колебаний в воздухе или ощущения слушателя.
Первое, по существу, является причиной, второе - следствием.
В первом случае звук действительно представляет собой поток энергии, текущей подобно речному потоку.
Во втором случае под звуком мы понимаем те ощущения, которые возникают у слушателя при воздействии звуковой волны через слуховой аппарат на мозг. Ощущая звук, человек может испытывать различные чувства.
. Звуки составляют основу речи, которая служит главным средством общения в человеческом обществе. И, наконец, существует такая форма звука, как шум.
При достижении звуковой волной какой-либо точки пространства, частицы вещества, до того не совершавшие упорядоченных движений, начинают колебаться. Любое движущееся тело, в том числе и колеблющееся, способно совершать работу, то есть оно обладает энергией. Следовательно, распространение звуковой волны сопровождается распространением энергии. Источником этой энергии является колеблющееся тело, которое и излучает в окружающее пространство (вещество) энергию.
Понять и изучить звук люди стремились с незапамятных времен. Греческий ученый и философ Пифагор, живший две с половиной тысячи лет назад, ставил различные опыты со звуками. Он впервые доказал, что низкие тона в музыкальных инструментах присуще длинным струнам. При укорочении струны вдвое, звук ее повысится. Открытие Пифагора положило начало науки об акустики.
Первые звуковые приборы были созданы в театрах Древней Греции и Рима: актеры вставляли в свои маски маленькие рупоры для усиления звука. Известно также применение звуковых приборов в египетских храмах, где были «шепчущие» статуи богов.
В 1831 году в Пятигорске была построена беседка, названная Эоловой арфой. (Эол – бог ветра) Внутри нее находились две арфы, которые с помощью флюгера разворачивались против ветра и под действием воздушного потока издавали гармоничные звуки.
В некоторых музеях хранятся вазы античной работы, основное назначение которых - не художественное украшение, а отражение, усиление и сосредоточение звука. Сделанные из алебастра, такие вазы устанавливались в больших залах, театрах, собраниях и даже на площадях. Ораторам не надо было напрягать голос: слушатели воспринимали речь на всем, пространстве.
. В далекие времена воины прикладывали ухо к земле и таким образом обнаруживали конницу противника значительно раньше, чем она появлялась в поле зрения. А известный ученый Леонардо да Винчи в 15 веке писал: «Если ты, будучи на море, опустишь в воду отверстие трубы, а другой конец ее приложишь к уху, то услышишь шум кораблей, очень отдаленных от тебя»
Эмпирическая часть
Итак, мы уже выяснили из дополнительной литературы, что звуки перемещаются в воздухе в виде волн. Человек, говорящий с нами, создаёт в воздухе вибрации. Звуковые волны доходят до нас по воздуху. Уши улавливают вибрации, и мы слышим звуки. Также звуковые волны распространяются в жидкостях и твердых телах. Убедимся в этом, проведя ряд экспериментов.
Передаётся ли звук через твёрдые материалы?
Выясним, а могут ли звуки проходить сквозь твёрдые предметы.
Я попросила одноклассницу помочь мне. Анастасия приложила одно ухо к столу, а второе, для чистоты эксперимента, закрыла ладонью. Положив металлическое блюдо на стол, я стала стучать по нему ложкой. После опыта, девочка сообщила мне, что слышала звук ударов. Значит, звук передаётся через твёрдые тела.
Нам стало интересно, а как можно использовать это свойство звука в жизни? И ещё очень хотелось поделиться со своим соседом этим открытием. Думал весь день, а к вечеру меня осенило! Во всех квартирах идёт общая отопительная система. Трубы твёрдые, металлические, очень хорошо передают звук. Я решила постучать своему соседу по отопительной батарее, так, решила я, позову его к себе и заодно похвастаюсь открытием. Только собралась стучать, пришла мама. Как, оказалось, вовремя пришла, а то бы не избежать проблем с соседями. Она мне объяснила, что звук услышит не только мой сосед, но и все остальные жильцы дома. Пришлось поверить на слово. Мама предложила мне лучше сделать телефон из спичечных коробков, и ещё раз убедиться в том, что звук передаётся через твёрдые материалы.
Для этого мы взяли два спичечных коробка. Высыпали спички, вдели нитку в иголку и проткнули донышко коробки иголкой. После этого выдернули нитку из иголки. А чтобы кончик нитки не выскочил из коробки, привязали к нему спичку. Ко второму концу нитки точно так же прикрепили вторую коробку из-под спичек. Телефон готов, можно пользоваться, только надо следить, чтобы нитка не касалась никаких предметов. Иначе колебание звука передастся этому предмету, а мы не сможем услышать друг друга. Испытания провели с одноклассницей Анастасией.
Передаётся ли звук через жидкости?
Следующий опыт нам поможет выяснить: действительно ли звук передаётся по воде и другим жидкостям? Проверим. Наполним несколько стеклянных стаканов разным количеством воды. В таком ксилофоне каждый стакан при ударе производит собственный звук. Чем полнее стакан, тем более высокий звук будет он издавать.
Если, купаясь в реке, опустить голову в воду так, чтобы погрузились и уши, то можно услышать звук плещущихся рядом людей, далеко работающего мотора катера и т. п. Следовательно, звук в воде распространяется ещё быстрее, чем в воздухе. А именно в четыре раза быстрее. И может разноситься очень далеко.
В воде скорость распространения звука впервые была измерена в 1827 году на Женевском озере. Две лодки находились одна от другой на расстоянии почти 14 км. На первой под днищем подвесили колокол, а со второй опустили в воду простейший гидрофон (рупор). На первой лодке одновременно с ударом в колокол подожгли порох, на второй наблюдатель в момент вспышки запустил секундомер и стал, ждать прихода звукового сигнала от колокола. Выяснилось, что в воде звук распространяется в 4 с лишним раза быстрее, чем в воздухе, т. е. со скоростью 1450 метров в секунду.
(Скорость распространения звука в воздухе впервые была измерена в 17 веке)
Как увидеть звук?
И, наконец, главный вопрос: как увидеть звук?
Звуковые волны мы не увидим, однако можно заметить эффекты, которые они вызывают. Туго натянем над горшком алюминиевую фольгу. Прихватим её резинкой и получим барабан. Насыплем на него несколько рисовых зёрнышек и ударим в металлическое блюдо. Звуковые волны заставили зёрнышки подпрыгнуть.
Оказывается, благодаря этому свойству, звук может выполнять как разрушительные действия, так и созидательные. Например, при помощи звука можно рисовать. Это так называемые фигуры Хладни.
Читать под видео
В 18 веке физик Эрнст Хладни обнаружил, что под воздействием звука, песок, лежащий на поверхности упругой колеблющейся пластинки, начинает выстраиваться в точные геометрические орнаменты. Причём, форма рисунка напрямую зависит от частоты звука. Фигуры, образуемые скоплением мелких частиц сухого песка вблизи узловых линий на поверхности упругой колеблющейся пластинки называются фигурами Хладни. В результате колебаний на пластине возникают так называемые стоячие волны. У стоячих волн есть узлы (точки, которые не колеблются) и пучности (точки, в которых колебания максимальны по амплитуде). Песок будет перемещаться из пучностей в узлы и в результате весь соберётся в узлах, а в пучностях его не останется. Так возникают причудливые картины! Общий рисунок зависит от формы пластины, положения опор и частоты вибрации. В зависимости от высоты звука, его громкости получаются разные узоры, но их объединяет общее - они симметричны.
Заключение
Выводы: изучив и проанализировав различные публикации в средствах массовой информации и использовав наблюдения и эксперимент пришли к выводу, что звук – это то, что слышится, воспринимается слухом: физическое явление, вызываемое колебательными движениями частиц воздуха или другой среды, воспринимаемые органами слуха.
Звуки передаются через твёрдые, жидкие и газообразные вещества. Звук можно увидеть.
Человек живет в океане звука, он обменивается информацией с помощью звука, воспринимает ее от окружающих его людей. Поэтому знать основные характеристики звука, его подвиды и их использование просто необходимо.
Использование звуковых и ультразвуковых волн находит все большее применение в жизни человека. Их используют в медицине и технике, на их использовании основаны многие приборы.
Как было сказано выше, человек живет в океане звука и нам также не нужно забывать и о чистоте этого океана. Сильные шумы опасны для здоровья человека и могут привести к сильным головным болям, расстройству координации движения. Поэтому нужно с уважением относиться к столь сложному и интересному явлению, каким является звук.
Спасибо за внимание.
А сейчас, уважаемые члены жюри и слушатели, мы вам предлагаем посмотреть еще одно видео - Наука против. Музыка - Найджел Стэнфорд
