Презентация на тему "Звук"

Включить эффекты
1 из 67
Ваша оценка презентации
Оцените презентацию по шкале от 1 до 5 баллов
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Рецензии

Добавить свою рецензию

Аннотация к презентации

Презентация "Звук" приводит определение звука и звуковых волн, шкалу звуковых частот, перечисляет виды и источники звуков, приборы, способные воспринимать и передавать различные частоты и звуки. Также объясняется как человеческое ухо воспринимает звук и какие частоты и громкость приемлемы и могут нанести вред здоровью.

Краткое содержание

  • Определение звука;
  • Шкала звуковых частот;
  • Виды звуков;
  • Диапазон частот;
  • Источники звука;
  • Скорость звука.

Содержание

  • Слайд 1

    Звук


  • Слайд 2

    Звук

    • Определение
    • Шкала звуковых частот
    • Виды звуков
    • Диапазон частот
    • Источники
    • Приемники
    • Скорость звука в разных средах
    • Сравнение звуковых и электромагнитных волн
    • Характеристики звука
    • Свойства звука

  • Слайд 3

    Звук - это воспринимаемые органами слуха колебания частиц среды

    • Колеблющаяся поверхность источника звука вызывает изменения давления (плотности) окружающего воздуха, распространяющиеся во все стороны в виде чередующихся областей повышенного и пониженного давления, называемых звуковыми волнами.
    • Достигнув уха, звуковые волны вызывают механические колебания барабанной перепонки, которые затем преобразуются в электрические сигналы нервной системы и передаются в головной мозг, интерпретирующий их как звуки.

  • Слайд 4

    Для возникновения звукового ощущения необходимы

    • Источник звука
    • Среда для распространения звука
    • Приёмник звука

  • Слайд 5

    Звуковая шкала

    • Инфразвук
    • Звук
    • Ультразвук
    • Гиперзвук

  • Слайд 6

    Виды звуковых волн

    • Продольная волна (в твердых, жидких и газообразных средах)
    • Поперечная волна (только в твердых средах)

  • Слайд 7

    Виды звуков

    • Чистый звук, тон (гармоническое колебание с одной частотой)
    • Сложный звук, звучание (колебание, разлагаемое на основной тон и обертоны)
    • Воющий тон – звук, частота которого периодически изменяется около среднего значения
    • Шум (набор частот, непрерывно заполняющих некоторый интервал )

  • Слайд 8

    Диапазон воспринимаемых частот (Гц )


  • Слайд 9

    Диапазоны частот слышимых звуков для людей разного возраста

  • Слайд 10

    Частота, соответствующая разным нотам первой октавы

  • Слайд 11

    Источники звука

    Источники звука – тела или системы тел, движения которых относительно окружающей среды периодически или импульсивно (резко) нарушают её равновесное состояние.

  • Слайд 12

    Классификации источников звука

    • По способу возбуждения звуковой волны:
    • Колебательные системы ( струны, пластины)
    • Автоколебательные системы (музыкальные инструменты, голосовой аппарат человека, электрический звонок, сигналы на транспорте)
    • Источники звукового вращения (винты самолета, корабля, вертолета)
    • Источники вихревого звука (свист растяжки, звук провода, обдуваемого ветром, свист хлыста)
    • Электроакустический.

  • Слайд 13

     

    • По происхождению (естественные и искусственные)
    • По закону колебаний (периодические, импульсивные, гармонические, негармонические)

  • Слайд 14

    Приемники звуковых волн

    • Искусственные: микрофон
    • Естественные: ухо.

  • Слайд 15

    Строение человеческого уха


  • Слайд 16

    Скорость звука в твёрдых телах

  • Слайд 17

    Скорость звука в жидкостях

  • Слайд 18

    Скорость звука в газах (при 0°С)


  • Слайд 19

    ​ Сравнение звуковых и электромагнитных волн​


  • Слайд 20

    Физические характеристики звука

    Объективные

    • Звуковое давление
    • Интенсивность ( сила звука)
    • Амплитуда
    • Частота
    • Длина волны
    • Период
    • Скорость

    Субъективные

    • Громкость
    • Высота
    • Тембр
    • Длительность

  • Слайд 21

    Звуковое давление – это давление, оказываемое звуковой волной на стоящее перед ней препятствие

    • Звуковое давление – это избыточное давление, связанное с волной, оно намного меньше статического давления газа.
    • В противном случае возникает другое явление — ударная волна.

  • Слайд 22

    Человеческое ухо

    • Человеческое ухо способно воспринимать волны, в которых звуковое давление изменяется в 10 млн. раз!
    • Порог слышимости соответствует значению p0 порядка 10–10pатм., то есть 10–5 Па. При таком слабом звуке молекулы воздуха колеблются в звуковой волне с амплитудой всего лишь 10–7 см!
    • «Если бы порог слышимости был порядка 10-6 Па, мы слышали бы броуновское движение. Природа защитила нас от непрерывных звуковых перегрузок, вызываемых «толкотней» молекул воздуха с пылинками. Вот когда бы мы всем миром боролись за чистоту воздуха».Т.В. Романова
    • Болевой порог соответствует значению p0 порядка 10–3pатм.или 100 Па.

  • Слайд 23

    Порог слышимости, болевой порог и частота звука


  • Слайд 24

    Интенсивность звука, воспринимаемая человеком

    • Минимальная 10-12 Вт/м2
    • Максимальная (вызывает болевые ощущения) ≈100 Вт/м2
    • Отличие на 14 порядков!

  • Слайд 25

    Интенсивность и уровень интенсивности звука

    • какая энергия, переносится звуковой волной через единицу площади поверхности за единицу времени
    • если интенсивность I изменяется на порядок (в 10 раз), то уровень интенсивности при этом изменяется на единицу.
    • На практике неудобно пользоваться, так как большой разброс значений (1014)
    • На практике удобно, так как шкала значений сужается

  • Слайд 26

    Сравнение шкал


  • Слайд 27

    Уровни интенсивности звука

    • 10 дБ шелест листвы на дереве;
    • 20 дБ шорох падающей листвы;
    • 30 дБ предельно допустимый уровень шума в квартире ночью ( холодильник );
    • 50 дБ негромкий разговор;
    • 70 дБ пишущая машинка на расстоянии 1м;
    • 80 дБ шум работающего двигателя;
    • 90 дБ тяжёлый грузовик на расстоянии 5м;
    • 100 дБ отбойный молоток;
    • 110 дБ дискотека;
    • 120 дБ работающий трактор на расстоянии 1 м
    • 140 дБ болевой порог.

  • Слайд 28

    Частота звука

    • Частота – это физическая величина численно равная отношению числа полных колебаний ко времени, за которое эти колебания были совершены
    • Частота показывает сколько колебаний совершается за единицу времени

  • Слайд 29

    Период звуковых колебаний

    • Период колебаний – это физическая величина численно равная отношению времени полных колебаний к их числу.
    • Период показывает за какое время совершается одно колебание.

  • Слайд 30

    Скорость звука – скорость распространения звуковых волн в среде.

    • υ –скорость звука
    • λ – длина волны
    • v – частота звука
    • Т – период звуковых колебаний

  • Слайд 31

    Длина волны

    Длина волны – это расстояние между точками волны, колеблющимися одинаково (с разностью фаз в 2π).

  • Слайд 32

    Диапазон длин звуковых волнв различных средах

  • Слайд 33

    Громкость

    • Громкость – это субъективное ощущение силы звука, возникающее у слушателя под воздействием звуковых колебаний.
    • Громкость в основном зависит от амплитуды колебательных движений источника звука: чем больше амплитуда, тем громче звук, и наоборот.

  • Слайд 34

    Громкость звука

    • Громкость – это именно субъективная характеристика, так как она зависит не только от звукового давления (амплитуды колебаний), но и от
      • частотного состава звука
      • формы звуковых колебаний
      • условий, в которых находится слушатель
      • времени, в течение которого он слушает звук.

  • Слайд 35

    Громкость звука и уровень громкости звука


  • Слайд 36

    Высота тона

    Высота в основном зависит от частоты колебаний: чем больше частота, тем выше звук.

  • Слайд 37

    Высота звука

    • Высота звука – это именно субъективная характеристика, так как она зависит не только от частоты основного тона, но и от
      • интенсивности звука
      • общей формы звуковой волны
      • ее сложности (форма периода)
    • Высота звука может определяться слуховой системой для сложных сигналов, но только в том случае, если основной тон сигнала является периодическим (в звуке хлопка или выстрела тон не является периодическим, и слух не способен оценить его высоту)
    • Высота звука измеряется в мелах.
    • Один мел равен ощущаемой высоте звука частотой 1000 Гц при уровне 40 дБ (иногда для оценки высоты тона используется другая единица, барк = 100 мел).

  • Слайд 38

    Тембр

    Тембр звука зависит от наличия в нем "частичных" тонов (обертонов, гармоник), а также от их соотношения по громкости и присутствию или отсутствию в спектре звучания основного тона. Самая низкочастотная синусоидальная составляющая сложного звука,(обычно наиболее громкая) называется основной составляющей (основным тоном).

  • Слайд 39

    Одна и та же высота, но различные тембры

    Относительные интенсивности гармоник в спектре звуковых волн, испускаемых камертоном (1), пианино (2) и низким женским голосом (альт) (3), звучащими на ноте «ля» контроктавы (v= 220 Гц). По оси ординат отложены относительные интенсивности.

  • Слайд 40

     

  • Слайд 41

    Тона и обертона

  • Слайд 42

    Тембр

    В самых общих чертах известно следующее:

    1. звук, лишенный обертонов, звучит неокрашено, глухо, пусто; это особенно заметно у звуков с небольшими частотами;
    2. звук, у которого сильно выражены несколько первых обертонов, характеризуется как сочный, полный;
    3. звук, у которого сильно выражены высокие обертоны, попадающие в область частот 3000-6000 Гц, характеризуется как пронзительный металлический, резкий, яркий; при недостатке этих составляющих он расценивается как тусклый.

  • Слайд 43

    Свойства звука

    • Отражение
    • Преломление
    • Поглощение
    • Дифракция
    • Интерференция

  • Слайд 44

    Взаимодействие звуковой волны с преградой

    • Отражение (размер преграды больше длины волны)
    • Огибание (дифракция) (размер преграды сравним или меньше длины волны)
    • Преломление
    • Поглощение

  • Слайд 45

    Опыт по отражению звука

    • Звук отражается от любой поверхности.
    • Вогнутая поверхность сосредотачивает звук.
    • Поставьте на стол глубокую тарелку на дно положите источник тихого звука (тикающие часы или таймер)
    • Другую тарелку держите около уха так, как показано на фотографии.
    • Если положение часов, уха и тарелок найдено верно, то вы услышите тиканье часов, словно оно исходит от той тарелки, которую вы держите около уха.

  • Слайд 46

    Отражение звука

    Если местность между источником звука и отражающим препятствием имеет углубление, то это способствует возникновению эха, если же наоборот - выпуклой, то эха не будет.

  • Слайд 47

    Пример отражения звуковых волн от твердых поверхностей - эхо.

    Наиболее отчетливое эхо возникает от резкого отрывистого звука, человеческий голос менее пригоден для этого, особенно мужской, высокие женские и детские голоса дают более отчетливое эхо.

    Известные эхо:

    • в замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов,
    • развалины замка Деренбург возле Гальберштадта давали 27-сложное эхо, до тех пор, пока одна из стен не была взорвана.

    Скалы, раскинутые кругом возле Адерсбаха в Чехословакии, повторяют в определенном месте троекратно 7 слогов, но в нескольких шагах от этой точки даже выстрел не производит никакого эха.

  • Слайд 48

    Реверберация

    • Реверберация – (от латинского reverberatus, «повторный удар») — это процесс продолжения звучания после окончания звукового импульса или колебания благодаря многократным отражениям звуковых волн от разных поверхностей
    • Наблюдается в закрытых помещениях, пещерах, узких ущельях, иногда на стадионах, городских площадях
    • Воспринимается слитно, если промежутки между отраженными сигналами менее 100 мс.
    • При увеличении интервала между приходящими звуками свыше 100 мс субъективное восприятие человека отмечает уже раздельное эхо.
    • Проявляется в более сочном гулком объемном звучании, обычно более приятном для восприятия, чем исходный «сухой» звук.

  • Слайд 49

    Дифракция звука

    Образование тени в случае световых волн — часто наблюдаемое и привычное явление. Иначе обстоит дело со звуковыми волнами. От них очень трудно заслониться. Мы слышим звук из-за угла дома или стоя за забором, за деревом и т. п. Почему эти препятствия не отбрасывают «звуковой тени»? Длина звуковой волны в воздухе при частоте 1000 Гц равна 33,7 см, а при частоте 100 Гц она составляет уже 3,37 м. Таким образом, размеры обычно окружающих нас предметов (за исключением больших домов) отнюдь не велики по сравнению с длиной звуковой волны.

  • Слайд 50

    Интерференция гармонических волн разных частот – биения

    • Даже если частота биений очень мала, человеческое ухо способно уловить периодическое нарастание и убывание громкости звука. Поэтому биения являются весьма чувствительным методом настройки в звуковом диапазоне.
    • Если настройка не точна, то разность частот можно определить на слух, подсчитав число биений за одну секунду.
    • В музыке на слух воспринимаются и биения высших гармонических составляющих, что применяется при настройке фортепиано.
    • Когда две частоты мало различаются, возникают так называемые биения.
    • Биения — это изменения амплитуды звука, происходящие с частотой, равной разности исходных частот.

  • Слайд 51

    Интерференция звуковых волн – наложение двух или большего числа волн

    • Стоячие волны – результат наложения двух волн одинаковой амплитуды, фазы и частоты, распространяющихся в противоположных направлениях.
    • Амплитуда в пучностях стоячей волны равна удвоенной амплитуде каждой из волн.
    • Поскольку интенсивность волны пропорциональна квадрату ее амплитуды, это означает, что интенсивность в пучностях в 4 раза больше интенсивности каждой из волн или же в 2 раза больше суммарной интенсивности двух волн.
    • Здесь нет нарушения закона сохранения энергии, поскольку в узлах интенсивность равна нулю.

  • Слайд 52

    Происхождение слов

    • Ультразвук ( от лат. ультра – сверх )
    • Инфразвук ( от лат. инфра – под )
    • Гиперзвук ( от греч. гипер – над )
    • Акустика (от греческого akustikos – слуховой, слышимый)

  • Слайд 53

    Источники инфразвука

    Естественные источники:

    • Землетрясения
    • Бури
    • Ураганы
    • Цунами

    Техногенные источники:

    • Станки
    • Вентиляторы
    • Котельные
    • Транспорт
    • Подводные и подземные взрывы
    • Ветряные электростанции

  • Слайд 54

    Частоты колебаний, опасные для живых организмов


  • Слайд 55

    Инфразвук

    Действия инфразвука

    • Головные боли
    • Осязаемое движение барабанных перепонок
    • Вибрации внутренних органов
    • Появление чувства страха
    • Нарушение функции вестибулярного аппарата

    Борьба с инфразвуком:

    • Повышение быстроходности машин
    • Повышение жесткости конструкций
    • Устранение низкочастотных вибраций
    • Установка глушителей

  • Слайд 56

    Инфразвук

    • Инфразвук (от лат. infra — ниже, под) — упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот.
    • За верхнюю границу инфразвуковой области принимают минимально воспринимаемую человеческим ухом частоту ,16 Гц.
    • Нижняя граница инфразвукового диапазона условно определена в 0.001 Гц.

  • Слайд 57

    Ультразвук

    • Ультразвук — звуковые колебания с частотами от 20 кГц до 1 ГГц, обладающие значительно более короткими длинами волн, которые легче фокусировать и, соответственно, получать более узкое направление изучения, т. е. сосредотачивать всю энергию в нужном направлении и концентрироваться в небольшом объеме.
    • Ультразвук распространяется на значительные расстояния в твёрдых телах и жидкостях.
    • Переносит энергию значительно большую, чем звуковая волна.

  • Слайд 58

    Область ультразвуковых частот

    • Низкие (1,5·104 – 105 Гц);
    • Средние (105 – 107Гц);
    • Высокие (107 – 109 Гц).

  • Слайд 59

    Защита от ультразвука

    • Изготовление оборудования, излучающего ультразвук, в звукоизолирующем исполнении
    • Устройство экранов ( сталь, дюралюминий, оргстекло)
    • Размещение ультразвуковых установок в специальных помещениях
    • Применение индивидуальных защитных средств.

  • Слайд 60

    Гиперзвук

    • Гиперзвук — упругие волны с частотами 109 — 1013 Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от ультразвука (частота >> 2·104 — 109 Гц).
    • Гиперзвук характеризуется частотами, соответствующими частотам электромагнитных колебаний дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов ( это сверхвысокие частоты СВЧ ) .
    • Частота гиперзвуковой волны : 109 – 1013 Гц.
    • Тепловые колебания атомов вещества — естественный гиперзвук, искусственно гиперзвук генерируют с помощью специальных излучателей.
    • В кристаллах гиперзвук распространяется до частот 1012 — 1013 Гц. В воздухе при нормальных условиях гиперзвук не распространяется вследствие сильного поглощения.

  • Слайд 61

    Летучая мышь

    • Летучие мыши, использующие при ночном ориентировании эхолокацию, испускают при этом ртом или имеющим форму параболического зеркала носовым отверстием сигналы чрезвычайно высокой интенсивности.
    • На расстоянии 1 — 5 см от головы животного давление ультразвука достигает 60 мбар, то есть соответствует в слышимой нами частотной области давлению звука, создаваемого отбойным молотком.
    • Эхо своих сигналов летучие мыши способны воспринимать при давлении всего 0,001 мбар, то есть в 10000 раз меньше, чем у испускаемых сигналов.
    • При этом летучие мыши могут обходить при полете препятствия даже в том случае, когда на эхолокационные сигналы накладываются ультразвуковые помехи с давлением 20 мбар. Механизм этой высокой помехоустойчивости еще неизвестен

  • Слайд 62

     

    • При локации летучими мышами предметов, решающую роль играют сдвиг во времени и разница в интенсивности между испускаемым и отраженным сигналами.
    • Мыши могут ориентироваться и с помощью только одного уха (моноурально), что существенно облегчается крупными непрерывно движущимися ушными раковинами.
    • Они способны компенсировать даже частотный сдвиг между испускаемыми и отражёнными сигналами, обусловленный эффектом Доплера (при приближении к предмету эхо является более высокочастотным, чем посылаемый сигнал).
    • Понижая во время полёта эхолокационную частоту таким образом, чтобы частота отражённого ультразвука оставалась в области максимальной чувствительности их «слуховых» центров, они могут определить скорость собственного перемещения.

  • Слайд 63

     

    Если летучая мышь издаёт сигналы, то начинает каждый сигнал с частотой 90 кГц, и заканчивает с частотой 45 кГц (сигнал длится около 2 мс, изменение частоты – очень быстрое).

  • Слайд 64

     

    • Дельфины могут воспринимать как звук, так и инфразвук такой частоты, которые сами не в состоянии воспроизвести.
    • Наиболее распространённый звук – от 7 до 18 кГц;
    • «Лай» – от 100 до 10 кГц.

  • Слайд 65

    Ночная бабочка

    У ночных бабочек из семейства медведиц развился генератор ультразвуковых помех, «сбивающий со следа» летучих мышей, преследующих этих насекомых.

  • Слайд 66

    Шум

    Ущерб здоровью:

    • Глухота
    • Психические расстройства
    • Повышение артериального давления
    • Уменьшение способности сосредотачиваться
    • Раздражение
    • Усталость или истощение
    • Боли в желудке
    • Бессонница
    • Головокружение

    Методы борьбы:

    • Уменьшение шума в источнике его возникновения (точность изготовления узлов, замена стальных шестерен пластмассовыми и т.д.).
    • Звукопоглощение (применение материалов из минерального войлока, стекловаты, поролона и т.д.).
    • Звукоизоляция. Звукоизолирующие конструкции изготавливаются из плотного материала (металл, дерево, пластмасса).
    • Установка глушителей шума.
    • Рациональное размещение цехов и оборудования, имеющих интенсивные источники шума.
    • Зеленые насаждения (уменьшают шум на 10 – 15 дБ).
    • Индивидуальные средства защиты (вкладыши, наушники, шлемы).

  • Слайд 67

    Использованная литература

    • А. П. Рыженков. Физика, человек, окружающая среда. 9 класс. Москва, «Просвещение», 2001.
    • Т. И.Трофимова. Физика в таблицах и формулах. Москва, «Дрофа», 2004.
    • Физика. Справочник школьника и студента.Под редакцией Р. Гёбеля. Москва, «Дрофа», 2000.
    • Физическая энциклопедия Москва, «Большая Российская Энциклопедия», 1994.
    • Х. Кухлинг. Справочник по физике. Москва, «Мир», 1982.
    • А. Г. Чертов. Физические величины. Москва, «Высшая школа»,1990.
    • И. Г. Хорбенко. Звук, ультразвук, инфразвук. Москва, «Знание», 1985.
    • С. А. Чандаева. Физика и человек. Москва, «Аспект Пресс»,1994.

Посмотреть все слайды
Презентация будет доступна через 15 секунд