Сценарий урока «Механические и звуковые волны».

В старших классах наиболее полно можно использовать интеллектуальные особенности старшеклассников с помощью нестандартных форм уроков. Одна из таких форм – семинарское занятие, которое помогает развивать самостоятельность учащихся, делать теоретические обобщения изученного материала, показать связь с другими предметами, с жизнью, с практикой. Предлагаемый урок можно проводить в конце изучения темы «Механические и звуковые волны» для обобщения и систематизации знаний по данной теме. Занятие целесообразно проводить в виде семинара, рассчитанного на два спаренных часа. В обязательном порядке проводятся физкультминутки в течение урока.

Цель урока:

Образовательные задачи урока:

1.Повторить с учащимися основные понятия, характеризующие волны.

2.Повторить и познакомить учащихся с новыми фактами и примерами использования звуковых волн. Научить заполнять таблицу примерами из выступлений в ходе урока.

3.Научить учащихся использовать межпредметные связи для понимания изучаемых явлений.

Воспитательные задачи урока:

1. Воспитание мировоззренческих понятий (причинно-следственные связи в окружающем мире, познаваемость мира).

2. Воспитание нравственных позиций (любовь к природе, взаимоуважение).

Развивающие задачи урока:

1. Развитие самостоятельности мышления и интеллекта учеников.

2. Развитие коммуникативных навыков: грамотной устной речи.

Темы сообщений для подготовки учащимися:

1. Просмотреть видеокассету с записью передачи «Что да как» о звуках. Подготовить выступление с использованием фрагментов видеокассеты.

2. Измерение скорости звука. Привести примеры и факты измерения скорости звука.

3. Устройство слухового аппарата человека из курса биологии в 9-м классе. Сохранение здоровья органов слуха человека.

4. Природные сонары у летучих мышей и дельфинов. Найти особенности восприятия звука у животных.

5. Удивительное эхо. Рассказать об особенностях эха.

6. Музыкальный звук. Показать характеристики звука на примере музыкального инструмента (высота звука, основной тон, обертон, тембр, громкость звука).

7. Шум и борьба с ним.

8. Инфразвук. Понятие и особенности.

9. Простые опыты со звуком. Подготовить и показать простые опыты со звуком.

10. Ультразвук и его применение.

Оборудование: телевизор, видеомагнитофон, видеозапись передачи «Что, да как», мультфильма «Шрек», усилитель и динамик, осциллограф и микрофон, камертон на резонирующих ящиках и резиновый молоточек, насос для откачки воздуха, тарелка к вакуум-насосу с колоколом, будильник, плакаты со строением уха человека.

Эпиграф урока.

Никто его не видывал,

А слышать – всякий слыхивал,

Без тела, а живет оно,

Без языка кричит.

Н. Некрасов

Учитель: Сегодня мы проводим урок-семинар, на котором повторим основные понятия и характеристики механических и звуковых волн, заслушивая сообщения, заполним таблицу, в которой будут отражены примеры применения звуковых волн в окружающем мире. Кроме этого, сегодня мы расширим свой кругозор, научимся внимательно слушать друг друга, находить примеры в выступлениях своих товарищей.

Фронтальный опрос. На доске представлена схема, которую необходимо заполнить вместе с учащимися в начале урока, в схеме на доске вписаны только слова «механические волны», учитель спрашивает определения характеристик волн и вписывает их названия.

Вопросы:

1. Что такое механические волны?

2. Каких двух видов бывают механические волны?

3. Чем характеризуются продольные волны?

4. Что такое амплитуда, период, частота, длина волны, скорость волны? Какая связь между ними существует?

5. Как называются механические колебания, частота которых превышает 20 кГц, а колебания с частотами менее 20 Гц?

6. Чем характеризуются звуковые волны?

(См. схему на стр. 44)

Учитель: Звуковые волны являются продольными волнами. Для создания звука необходим источник. Примером источника звука может быть камертон.

Демонстрация звучания камертона при ударе резиновым молоточком.

Источники звука бывают двух видов: искусственные и естественные, найдите их в загадках:

1. Пролетая мимо уха,

Он жужжит мне: «Я не муха».

(Жук).

2.Голос тонок,

Нос долог,

Кто его убьет,

Тот кровь свою прольет.

(Комар).

3. Маленькая певунья в лесу

живет,

Перышки чистит,

Голосисто поет.

(Птичка).

4. Ходит взад и вперед,

Никогда не устает.

Всем кто придет,

Она руку подает.

(Дверь).

5. Два братца

В одно донце стучатся.

Но не просто бьют-

Вместе песню поют.

(Барабан).

6. Пастись корову на лужок

Отправилась хозяйка,

Повесив маленький звонок.

Что это? Отгадай-ка!

(Колокольчик).

6. На треугольник деревянный

Натянули три струны,

В руки взяли, заиграли-

Ноги сами в пляс пошли.

(Балалайка).

8. Аппарат небольшой,

Но удивительный такой.

Если друг мой далеко,

Говорить мне с ним легко.

(Телефон).

Необходимым условием распространения звуковых волн является наличие материальной среды. Звук распространяется во всех упругих телах – твердых, жидких, газообразных, но не может распространяться в безвоздушном пространстве.

В качестве доказательства демонстрация опыта со звенящим будильником под колпаком, из которого откачивается воздух. И звук по мере уменьшения воздуха под колпаком исчезает.

Приемным устройством для звука является микрофон или ухо человека.

Учитель: Постройте таблицу, которую будем заполнять по ходу урока примерами использования звуковых волн в окружающем мире.

(См. таблицу).

Издавна было замечено, что скорость звука различна в разных средах. В сказках Иванушка-дурачок прикладывал ухо к земле, чтобы услышать, не гонится ли за ним погоня.

О том, кто и как впервые решил измерить скорость звука и какие способы существуют сегодня, мы услышим от ученика А.

Ученик А: Впервые скорость звука была измерена в 1636 году французским ученым М. Марсенном. Непосредственно измерение скорости звука требует двух замеров: расстояние от наблюдателя до источника звука и времени, за которое звук покрывает это расстояние.

В древности скорость звука измеряли, ставя пушку на одной стороне долины, а наблюдатель располагался на другой ее стороне. Наблюдатель по часам отличал время, прошедшее между появлением вспышки и моментом, когда был услышан звук. Временем, за которое свет проходил это расстояние, пренебрегаем. Для того, чтобы в наибольшей степени устранить влияние ветра, с каждой стороны было по пушке и наблюдателю, и каждая пушка стреляла примерно в одно и то же время. Бралось среднее значение двух замеров времени.

Измерялась скорость звука и с помощью эха. Представим, что на расстоянии 50 м от стены стоит человек и производит один хлопок. Когда эхо услышано, звук прошел 100 м. Измерение этого интервала секундомером не будет достаточно точным. Вместе с тем если второй человек держит секундомер, а первый хлопает, то время для большого числа звуков эха может быть получено с достаточной точностью.

Предположим, что расстояние, на котором хлопающий человек находится перед стеной , составляет 50 м, а временной интервал между первым и сто первым хлопком составляет 30 с, тогда скорость звука равна отношению пройденного расстояния ко времени одного хлопка. Хлопков всего 100, время между первым и сто первым хлопком 30 секунд. Скорость звука получается 333 м/с.

В настоящее время более сложным способом прямого измерения скорости звука является применение осциллографа.

Надо отметить, что скорость звука в воздухе зависит от атмосферных условий: от изменения давления, изменения температуры. Звуковой барьер легче всего преодолеть на больших высотах, потому что там ниже температура. На скорость звука влияет и влажность воздуха. Ночью, когда влажность воздуха повышается, звуки распространяются быстрее. Частично из-за того, что имеет место температурная инверсия, при которой звуки преломляются таким образом, что они рассеиваются.

Примечание. После выступления ученика нужно попросить сделать вывод из своего сообщения для заполнения таблицы в тетрадях. При необходимости учитель может помочь. Возможность и необходимость измерения скорости звуковой волны можно отнести к разделу «Техника» заполняемой на уроке таблицы.

Учитель: Звуки, воспринимаемые человеческим ухом, являются одним из важнейших источников информации об окружающем мире. Рассмотрим процесс восприятия звуковых волн человеческим ухом. Выслушаем выступление ученика Б.

Ученик Б: Мы слышим потому, что наши уши реагируют на звуковые волны, которые заставляют барабанную перепонку совершать вынужденные колебания. Эти механические колебания преобразуются в электрические импульсы и передаются по нервным волокнам, где те трансформируются в звуки. Ухо человека включает отделения – наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из кожной складки с хрящом и слухового прохода, ведущего к его скрытой части.

(Демонстрация плаката со строением уха).

Видимая часть уха называется ушной раковиной. Она действует как приемное устройство звуковых волн, которые затем проникают в среднее ухо через слуховой проход и заставляют вибрировать барабанную перепонку, находящуюся на входе в среднее ухо.

По своим размерам среднее ухо в восемь раз меньше наружного и представляет собой небольшую полость внутри черепа. Здесь располагается барабанная перепонка, а противоположная часть среднего уха соединена с носом узкой трубкой, которая называется Евстахиевой трубой. Это позволяет выравнивать давление воздуха в среднем ухе по отношению к внешней среде. Если давление изменяется, наши уши должны приспособиться к этому, что иногда вызывает «хлопки» в ушах.

В полости среднего уха находятся три косточки, каждая из которых имеет характерную форму: «молоточек», «наковальня» и «стремечко». Отраженные барабанной перепонкой колебания воздуха проходят от молоточка к стремечку и далее через овальное окно преддверия, связывающее среднее и внутреннее ухо.

Во внутреннем ухе располагается лабиринт – три заполненные жидкостью трубки, благодаря которым мы ощущаем уравновешенное давление. Также там имеется миниатюрная спиральная трубка (улитка), состоящая из двух каналов и протоки. Эти каналы и протока заполнены жидкостью. В протоке также находятся крошечные волосковые сенсорные клетки, покрытые узкой мембранной пленкой. Эти клетки и мембрана составляют кортиев орган.

Именно он является настоящим слуховым центром. Колебания, проходя через улитку, заставляют мембрану двигаться взад и вперед. Двигаясь, мембрана натягивает волосковые клетки, и они посылают электрические сигналы через слуховой нерв в мозг. Мозг расшифровывает сигналы и воспринимает их как звуки.

Примечание. Вывод, который могут сделать учащиеся после прослушивания сообщения. Примером использования звуковых волн является человек, а точнее его приемное устройство, которое в заполняемой таблице можно отнести к разделу «Природа».

Ученик В демонстрирует видеосюжет о работе уха человека из передачи «Что да как».

Учитель: Слышат звуки насекомые и животные. Сверчок воспринимает диапазон частот от 2-4000 Гц, кузнечик от 10-100000 Гц, лягушка от 50-30000 Гц. Летучие мыши, дельфины, рыбы общаются между собой в диапазоне частот свыше 20 000 Гц, который называется ультразвуком. О том, как осуществляется общение у этих животных, расскажут учащиеся Г и Д.

Ученик Г: Летучие мыши могут уверенно летать в полнейшей темноте, при этом они сохраняют полностью способность охотиться за насекомыми. Великолепная ориентация связана с их способностью воспринимать эхо. Оказалось, что во время полета мышь излучает короткие ультразвуковые сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих вблизи насекомых. Такой способ ориентации летучих мышей по ультразвуковому эху назвали эхолокацией. Использование для эхолокации именно ультразвука вполне естественно. Чем меньше длина волны излучения, тем более мелкими могут быть объекты, которые необходимо опознать при помощи эхо-сигналов. Кроме того, с уменьшением длины волны легче реализуется направленность излучения.

Летучие мыши – обладатели весьма совершенных природных радаров, или, иначе говоря, природных сонаров. Устройство сонаров различно у разных видов летучих мышей. Отраженные от объекта ультразвуковые волны летучая мышь воспринимает ушами, имеющими сравнительно большие размеры. Слуховой аппарат у летучих мышей значительно совершеннее, чем у человека. Они способны улавливать крайне слабые звуки, например, звук, отраженный пролетающим комаром. Кроме того, летучая мышь удивительно точно определяет направление на объект, который отразил звуковой сигнал. Ультразвуковые сигналы, посылаемые летучей мышью в полете, имеют характер очень коротких импульсов – своеобразных щелчков. Ежесекундно мышь производит около десяти таких щелчков. Реагировать на тот или иной объект она начинает на расстоянии порядка метра, при этом длительность посылаемых мышью ультразвуковых сигналов уменьшается в 10 раз.

Сонар летучей мыши позволяет ей отличить эхо от неподвижного препятствия и эхо от движущегося объекта. Находясь в движении, она не только различает объекты, но и способна воспринять слабенькое эхо от летящего комара на фоне во много раз более сильного эха от поверхности земли и деревьев.

Ученик Д : Сонар дельфина. Как и летучие мыши, дельфины обладают великолепным природным сонаром. Эхолокация у дельфинов, как и у летучих мышей, осуществляется на ультразвуковых частотах. Дельфины используют главным образом частоты от 80 кГц до 100 кГц. Мощность излучаемых дельфинами локационных сигналов может быть очень большой; известно, что они могут обнаруживать косяки рыбы на расстояниях до километра. Дельфин способен воспринимать очень слабые эхосигналы в сильнейшем шуме.

В слуховом аппарате дельфина есть два типа «входных ворот». «Ворота» первого типа – вытянутая нижняя челюсть. Через эти «ворота» к внутреннему уху дельфина поступают ультразвуковые волны, направление которых совпадает с направлением челюсти. Именно по этому направлению осуществляется эхолокация. «Ворота» второго типа – те места по бокам головы дельфина, где когда-то у далеких предков дельфинов, живших на суше, были обыкновенные уши. Ушей как таковых у дельфинов нет; наружные слуховые отверстия почти заросли, однако звуки они пропускают прекрасно. Через эти «входные ворота» к внутреннему уху дельфина поступают со всевозможных сторон звуковые волны относительно низких частот 1к Гц-10 кГц.

Таким образом, можно говорить о двух типах слуха у дельфинов. Первый тип – остронаправленный эхолокационный слух на ультразвуковых частотах. Благодаря своей направленности этот слух предназначен для восприятия лишь ультразвуковых сигналов, отраженных от объектов, «просматриваемых» дельфином.

Второй тип слуха – слух кругового обзора; он предназначен для восприятия дельфином «обычных звуков», заполняющих окружающее пространство.

Примечание. Вывод, который делают учащиеся после прослушивания сообщения, – примером использования звуковых волн являются животные и насекомые, а точнее, их приемные устройства – в заполняемой таблице можно отнести к разделу «Природа».

Учитель: Звуковая волна, распространясь в некоторой среде, рано или поздно доходит до границы этой среды, а за ней начинается другая среда, состоящая из других частиц, в которой и скорость звука другая. На такой границе происходит отражение звуковой волны. С явлением отражения связано такое явление, как эхо. О том, что такое эхо и эхолокация, расскажет следующий докладчик.

Ученик Е: Далекие предки, незнакомые с таким физическим явлением, как эхо, считали его голосом богов или дьявола. Сегодня любой школьник знает, что эхо – это акустическая или электромагнитная волна, отраженная от какого-нибудь препятствия и принятая назад наблюдателем. На основе этих знаний люди научились использовать эхосигналы для измерения расстояния – от источника сигнала до отражающего объекта.

Акустическое эхо, к примеру, используется для измерения глубины.

Первое практическое применение эху нашли индейцы племени майя. Около 700 года в Чичен-Ице ими была построена пирамида Кукулкана, узкие ступеньки особой формы которой укорачивают звуковые волны, накладывая их друг на друга. Поэтому если на нижней части ее ступени начать хлопать в ладоши, то сверху слышатся звуки, похожие на хлопки крыльев священной птицы майя. Позже этот эффект люди часто использовали с разными целями: для устрашения или забавы и даже для приведения верующих в священный трепет.

Строители средневековых замков нередко создавали звуковые курьезы – звуковые зеркала, помещая бюсты либо в фокусе вогнутого зеркала, либо у конца переговорной трубы, искусно скрытой в стене. Казалось, что бюсты шепчут, напевают.

Знаменитое эхо. В замке Вудсток в Англии эхо повторяет 17 слогов. Развалины замка Деренбург возле Гальбернштадта давали 27-слоговое эхо, но одна стена взорвана. Скалы в Чехословакии троекратно повторяют 7 слогов.

Примечание. Вывод: примером использования звуковых волн является архитектурное строительство зданий театров. Эхолокация нашла свое применение в технике, которую в заполняемой таблице можно отнести к разделу «Архитектура».

Учитель: Вопрос на эрудицию. Почему мы не слышим голоса рыб?

Ответ. Основная причина в том, что звуковые волны, достигая границы, разделяющей воду и воздух, почти целиком отражаются от нее. Лишь 1% энергии звука пересекает эту границу, то же относится и к звуковой волне в воздухе: достигнув поверхности воды, она почти полностью отражается от нее и продолжает распространяться в воздушной среде. Таким образом, мир звуков в воздухе и мир звуков в воде оказываются практически изолированными друг от друга.

Учитель: Мы различаем музыкальные звуки, например пение, свист, звучание струн, звон. Рассмотрим эти явления на примере музыкальных звуков.

Ученик Ж: Звуки бывают очень разные: музыкальные звуки отличаются от шумов.

Звук, издаваемый гармонически колеблющимся телом, называется музыкальным тоном. Чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук. Звук камертона является чистым тоном, то есть им совершаются колебания одной частоты.

Звуки музыкальных инструментов представляют собой совокупность гармонических колебаний разных частот, т.е. чистых тонов.

Самая низкая частота такого сложного звука называется основной частотой, а соответствующий ей звук определенной высоты – основным тоном. Высота сложного звука определяется именно высотой его основного тона. Все остальные тоны сложного звука называются обертонами. Обертоны определяют тембр звука, которым отличаются музыкальные инструменты.

Демонстрирует на электронной гитаре различные звуки.

Ученик З комментирует их и дает определение характеристикам звука.

С помощью микрофона и осциллографа получают изображения звуковых колебаний на экране. Для этого микрофон подключают к входу «У» осциллографа и показывают получившиеся колебания.

Ученик И подготовил небольшое сообщение о музыкальных инструментах из журнала «Древо познания». Кратко рассказывает об ударных, медных, духовых, деревянных, струнных, ладовых и клавишных инструментах.

Ученик К продолжает их рассказ видеосюжетом из передачи «Что да как» об устройстве музыкального инструмента – органа.

Примечание. Вывод: примером использования звуковых волн являются различные музыкальные инструменты. В таблице можно перечислить их названия.

Учитель: Почему меняется звук в бутылке по мере наполнения ее струей воды?

Ответ: Когда вода наливается в бутылку, образуется звук определенного тона, поскольку воздух в бутылке начинает колебаться. Высота этого тона повышается по мере уменьшения объема воздуха в бутылке. Каждая бутылка имеет определенную собственную частоту, и, когда дуешь поверх открытого горлышка бутылки, может также образовываться звук.

Учитель: Мы знаем, что амплитуда установившихся вынужденных механических колебаний достигает наибольшего значения в том случае, если частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой колебательной системы. Это явление называется резонансом. Когда на колебательную систему действует периодически меняющаяся сила давления воздуха при распространении звуковой волны, этой исключительно малой силы достаточно, чтобы раскачать оконное стекло, стенки бокала, пластмассовую ручку колка гитары, струну гитары и т. д. при совпадении частот.

В музыкальных инструментах используют резонаторы (корпуса), которые способствуют усилению звука. Особое физиологическое воздействие способны оказывать на человека звуки низкой частоты, приближающиеся к инфразвуку. Влияние этих звуков объясняется явлением резонанса. Внутренние органы нашего тела имеют частоту свободных колебаний, лежащую в области инфразвука. Поэтому звуковые волны в близких к нему низких частотах заставляют эти органы вибрировать, что при достаточно большой силе звука может привести даже к внутренним кровоизлияниям. Резонансным влиянием считается действие современной рок-музыки, насыщенной низкими частотами.

Примечание. Вывод: примером использования звукового резонанса являются музыкальные инструменты.

Учитель: При пении Ф.И. Шаляпина дрожали (резонировали) хрустальные подвески люстр. Оттого ли, что голос был громким? Вовсе нет. А отчего? Можно проследить возникновение резонанса в ванной комнате. Если вы будете негромко пропевать звуки разной частоты, то на одной из частот возникнет резонанс. Попробуйте.

Демонстрация: Для того чтобы проверить, как учащиеся усвоили понятие резонанса, учитель включает фрагмент мультипликационного фильма «Шрек», в котором принцесса Фиона поет вместе с птичкой и в кульминационный момент лопается. Вопрос к учащимся: объясните, почему это произошло?

Учитель: С развитием промышленности и современного скоростного транспорта появилась новая проблема – борьба с шумом. О том, что такое шум и как с ним бороться, расскажет ученик Л.

Ученик Л: Звук, в котором присутствуют колебания всевозможной частоты, называют шумом. Шум отличается от музыкального тона тем, что ему не соответствует какая-либо определенная частота колебаний и, следовательно, определенная высота звука. В шуме присутствуют колебания разных частот. Громкость – уровень энергии в звуке – измеряется в децибелах. Шепот приравнивается приблизительно к 15 дБ, шелест голосов в студенческой аудитории достигает примерно 50 дБ, а уличный шум при интенсивном дорожном движении – около 90дБ. Шумы свыше 100 дБ могут быть невыносимы для уха человека. Шумы порядка 140 дБ (например, звук взлетающего реактивного самолета) могут оказаться болезненными для уха и повредить барабанную перепонку.

У большинства людей острота слуха с возрастом притупляется. Это объясняется тем, что ушные косточки утрачивают свою изначальную подвижность. Кроме того, инфекции органов слуха могут повреждать барабанную перепонку и негативно отражаться на работе косточек. При возникновении каких-либо проблем со слухом необходимо незамедлительно обратиться к врачу.

Причиной некоторых видов глухоты является повреждение внутреннего уха или слухового нерва. Ухудшение слуха может быть также вызвано постоянным шумовым воздействием (например, в заводском цеху) или резкими и очень громкими звуковыми всплесками. Необходимо очень осторожно пользоваться персональными стереоплейерами, поскольку чрезмерная громкость звучания также может привести в глухоте.

С развитием промышленности и современного скоростного транспорта появилась новая проблема – борьба с шумом. Возникло даже новое понятие «шумовое загрязнение» среды обитания. Шум, особенно большой интенсивности, не просто надоедает и утомляет – он может серьезно подорвать здоровье.

С шумом борются простыми административными мерами: в городах запрещено пользоваться автомобильными сигналами, отменены полеты самолетов над городом и т.д. Борются с шумами и с помощью технических устройств. Так, все автомобили, тракторы и мотоциклы снабжены глушителями. Для выхлопных газов сооружают сложный металлический лабиринт с перегородками и отверстиями, в которых звуковая волна теряет энергию.

Ученик М продолжает рассказ о шуме и его влиянии на здоровье человека, демонстрируя видеосюжет из передачи «Что да как».

Примечание. Вывод: проблема борьбы с шумом относится в таблице к разделу «Техника».

Учитель: Инфразвук, распространяющийся в земной коре, может возникать при землетрясениях, при извержении вулканов, взрывах атомных бомб. Источником могут служить вихри воздуха в атмосфере, грозовые разряды, орудийные выстрелы, ветер, обтекающий гребни морских волн, работающие двигатели реактивных самолетов и т. д.

Опыты показали, что облучение людей достаточно интенсивным инфразвуком может вызвать потерю чувства равновесия, подташнивание, непроизвольные вращения глазных яблок и другие последствия.

Звуковые волны нашли широкое применение в нашей жизни, особенно ультразвуковые в области диагностики различных заболеваний человека. О том, какие приборы есть в физиокабинетах нашего города и какие исследования проводят с помощью ультразвука, расскажет следующий ученик.

Ученик Н: Применение ультразвуковых приборов.

Ультразвуковые волны можно получить с помощью специальных высокочастотных излучателей, частота которых составляет более 20 кГц. Узкий параллельный пучок ультразвуковых волн в процессе распространения очень мало расширяется. Благодаря этому ультразвуковую волну можно излучить в заданном направлении.

Ультразвук широко используется в медицине для постановки диагноза и лечения некоторых заболеваний. Диагностические ультразвуковые исследования (УЗИ) позволяют без хирургического вмешательства распознать патологические изменения органов и тканей. Эти исследования основаны на свойстве ультразвуковых волн с частотой от 0,5 до 15 МГц проходить через ткани организма, частично отражаясь от всех поверхностей, представляющих собой границы тканей разного состава и плотности.

При исследовании сердца получают информацию об особенностях его строения и динамики сокращений, о врожденных и приобретенных пороках, поражениях миокарда, ишемической болезни, перикардитах и других заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Ультразвук применяется для оценки насосной функции сердца, для контроля действия лекарственных препаратов, для лечения коронарного кровообращения и является таким же надежным методом бескровной диагностики, как электрокардиография и рентгенологическое исследование сердца.

Ультразвуковая диагностика дает возможность визуально представить внутренние структуры глазного яблока даже в случаях непрозрачности его сред, позволяет измерить толщину хрусталика, длину осей глаза, обнаружить отслойку сетчатки и сосудистой оболочки, помутнение в стекловидном теле, инородные тела. Используется для расчета оптической силы искусственного хрусталика, для наблюдения за развитием близорукости. Ультразвуковой метод прост и доступен, не имеет противопоказаний и может быть использован неоднократно, даже в течение дня, если этого требует состояние пациента.

Ультразвуковая терапия основана на том, что ультразвуковые волны определенных частот оказывают механическое, тепловое, физико-химическое воздействие на ткани, в результате чего в организме активизируются обменные процессы и реакции иммунитета.

Ученики О и П демонстрируют фрагмент видеофильма о применении ультразвуковых аппаратов в медицине.

Примечание. Вывод: ультразвуковые волны нашли свое применение в медицине и технике.

Простые опыты со звуком показывают учащиеся.

1. Поющий бокал. Мокрой подушечкой указательного пальца провести по торцу тонкого стакана, заполненного жидкостью, и стакан «запоет».

(При движении пальца по бокалу кожа то зацепляется за стекло, то проскальзывает по его поверхности. При этом возникают упругие деформации стакана, сопровождаемые звуком. А так как бокал – твердое тело, имеющее полость, то он является резонатором, усиливающим звук. Высота звука зависит от размеров резонатора).

2. Проследи, как распространяется звук.

Опыт проводится с пластиковой бутылкой, у которой срезана нижняя часть и закрыта куском пакета или пленки, прикрепленного с помощью резинки. Если кончиками пальцев стукнуть по пленке, то пламя свечи около горлышка бутылки погаснет.

(Ударяя по натянутой пленке, вызывается сотрясение маленьких частиц воздуха, находящихся возле пленки внутри бутылки. Эти колеблющиеся частички передают колебания все дальше и дальше следующим частичкам. Так звуковые колебания проходят через всю бутылку и гасят пламя).

3. Откуда происходит звук?

На стул сажают ученика, завязывают ему глаза и за его спиной в разных углах комнаты гремят банкой с фасолью. Он должен угадать, откуда доносится звук.

(У человека два уха, поэтому мозг может сравнивать громкость звуков и вычислять, откуда именно идет звук. Когда источник звука находится на одинаковом расстоянии от обоих ушей, трудно судить, насколько он далек).

4. «Говорящая веревочка».

Этот опыт показывает, что твердые тела могут проводить звук.

В двух пластиковых стаканчиках делаются небольшие отверстия в донышках. Концы бечевки пропускаются в эти отверстия, и завязываются узелки. Два человека натягивают бечевку потуже, один приставляет стаканчик к уху, другой говорит что-нибудь шепотом, а участники эксперимента меняются ролями.

(Голос можно услышать издали потому, что он передается по твердой бечевке. По твердым телам звуки проходят лучше и быстрее, чем по воздуху).

Ученик Р: Человеком были придуманы различные звукозаписывающие устройства. (Демонстрирует и комментирует видеосюжет).

Примечание. Вывод: различные звукозаписывающие устройства относятся в таблице к разделу «Техника».

Учитель: Домашнее задание:

1. Найти различия между звуковыми и электромагнитными волнами.

Ответы:

а) звуковые волны являются продольными, а электромагнитные – поперечными;

б) звуковые волны не проходят через вакуум, а электромагнитные (свет) проходят.

2. Повторить тему «Интерференция звука». Составить опорный конспект.

Подведение итогов

Заканчивается семинарское занятие, на котором мы повторили и систематизировали основные понятия о механических и звуковых волнах, углубили наши знания о звуковых волнах и примерах их использования в окружающем мире. Будем надеяться, что эти знания пригодятся в жизни, а самостоятельные исследования принесли вам удовольствие.

Светлана Карионова, учитель физики СШ №13 г. Глазова Удмуртской Республики, участник конкурса «Сто друзей-2004»