DANE INFORMACYJNE

2. DANE INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • ZESPÓŁ SZKÓŁ W PSZCZEWIE • ID grupy: • 98/83_MF_G1 • Opiekun: JÓZEF PIOTROWSKI • Kompetencja: • MATEMATYKA I FIZYKA • Temat projektowy: • ZOBACZYĆ DŹWIĘK • Semestr/rok szkolny: • SEMESTR I 2010/2011

3. ZOBACZYĆ DŹWIĘK

4. NA ZAJĘCIACH PROJEKTOWYCH WYKONALIŚMY NASTĘPUJĄCE CZYNNOŚCI, KTÓRE CHCEMY ZAPREZENTOWAĆ: • Poznanie dźwięku i wielkości jego charakteryzujących • Sposoby pomiaru dźwięku • Praca z programem cool edit 2000 • Dźwięk na oscyloskopie • Doświadczenie z pompą prózniowa

5. CO TO JEST DŹWIĘK ? Dźwięk to wrażenie słuchowe spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym - ciele stałym, płynie, gazie.

6. Wielkości charakteryzujące dźwięk • Częstotliwość dźwięku: • Natężenie dźwięku • Ciśnienie dźwięku • Moc dźwięku

7. Częstotliwość dźwięku Częstotliwość jest równa odwrotności okresu.  Częstotliwość dźwięku to liczba pełnych cykli drgań w jednostce czasu. Im częstotliwość większa, tym człowiek słyszy dźwięk bardziej piskliwy (dźwięki wysokie). Basy mają częstotliwość mniejszą (dźwięki niskie). f  – częstotliwość dźwięku (w układzie SI w hercach Hz) λ – (lambda) długość fali dźwiękowej (w układzie SI w metrach). V- prędkość fali

8. Natężenie dźwięku Natężenie dźwięku to wielkość wyznaczana jako energia fali dźwiękowej dzielona przez czas i powierzchnię, przez którą ta energia przenika. I - natężenie dźwięku - [W/m2].t - czas- [s]S - pole powierzchni, na którą pada energia dźwiękowa - [m2].P - moc fali dźwiękowej- [W] Im wyższe natężenie dźwięku tym dźwięk jest głośniejszy. Poziom natężenia mierzymy w belach B (dB).

10. Ciśnienie dźwięku Poziom ciśnienia dźwięku- miara energii dźwięku emitowanej ze źródła hałasu, wyrażana w decybelach lub dBA.

11. Moc dźwięku Poziom mocy dźwięku – ciśnienie dźwięku, ale mierzone w ściśle określonych warunkach.  Poziom mocy dźwięku jest niezależny od położenia sprzętu warunków otoczenia  odległości od punktu pomiaru.

13. Urządzenia do pomiaru dźwięku • Miernik poziomu dźwięku

14. Miernik poziomu dźwięku Stosowany przy pomiarach akustycznych, zazwyczaj do określania wartości subiektywnych poziomu dźwięku w dB, także do określania poziomu hałasu.

15. SPOSOBY POMIARU PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU. Pomiar prędkości dźwięku w stali. Pomiar prędkości dźwięku w powietrzu.

16. PRĘDKOŚĆ DŹWIĘKU W POWIETRZU WYNOSI OKOŁO 340 M/S. DOKŁADNIEJSZE JEJ OKREŚLENIE NIE JEST CELOWE, PONIEWAŻ PRĘDKOŚĆ DŹWIĘKU ZALEŻY OD TEMPERATURY GAZU I ŚREDNIEJ MASY CZĄSTECZKOWEJ GAZU. ZMIANY TEMPERATURY I WILGOTNOŚCI POWIETRZA MOGĄ WIĘC POWODOWAĆ RÓŻNICE PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU. ZMIANY TE NIE PRZEKRACZAJĄ ZWYKLE KILKUNASTU METRÓW NA SEKUNDĘ. SĄ JEDNAK WYSTARCZAJĄCE NA TO, BY NA GRANICY WARSTW POWIETRZA O RÓŻNEJ TEMPERATURZE I WILGOTNOŚCI MOGŁY WYSTĘPOWAĆ DOŚĆ SILNE ODBICIA FAL DŹWIĘKOWYCH.

17. NASZ SPOSÓB NA POMIAR PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU W STALI. Pracowaliśmy w terenie - do pomiaru prędkości dźwięku wykorzystaliśmy tory kolejowe. Jedna grupa poszła wzdłuż torów 500m dalej. Druga grupa, komunikując się z nami chorągiewką, uderzała młotkiem w tory. Czekaliśmy, aż dźwięk dotrze do miejsca, w którym staliśmy jednocześnie mierząc czas jaki dźwięk przebył od miejsca uderzenia młotkiem do miejsca, w którym staliśmy. Było szybciej niż w powietrzu

18. POMIAR PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU W POWIETRZU. ECHO. Stojąc w odległości 340m od przeszkody wysyłamy wiązki fal dźwiękowych, które po odbiciu wracają jednocześnie mierząc czas, po którym ponownie usłyszymy dźwięk. Dźwięk w ciągu 2s przebył drogę 680m. 680m/2s=340m/s

19. Prędkość rozchodzenia się dźwięku w ciałach stałych

20. Prędkość rozchodzenia się dźwięku w cieczach

21. Prędkość rozchodzenia się dźwięku w gazach

22. Wniosek Dźwięk najlepiej rozchodzi się w ciałach stałych gdyż cząsteczki bliżej do siebie zbliżone są bardziej podatne na drgania

23. Infradźwięki to z fizycznego punktu widzenia wszystkie dźwięki poniżej progu słyszalności tj. 20 Hz.

24. Zastosowanie infradźwięków Dla niektórych zwierząt służy do komunikowania się na odległość, a w medycynie infradźwięki znalazły zastosowanie w specjalistycznych narządach terapeutycznych. U człowieka wywołują one drgania rezonansowe klatki piersiowej, przepony brzusznej i organów trawiennych.

25. Ultradźwięki fale akustyczne o częstotliwości wyższej niż 16 kHz (tj. przekraczającej górny próg słyszalności dla człowieka) i niższej od 100 MHz

26. Zastosowanie ultradźwięków -stosowane są do obserwacji głębin morskich przez sonar -Ultradźwięki były też stosowane w pamięciach rtęciowych we wczesnych komputerach w latach pięćdziesiątych XX w -stosowane są w medycynie jako USG

27. Ultradźwięki Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb, chomik czy nietoperz.

28. COLL EDIT 2000 Program do edytowania plików muzycznych

29. To program do edytowania plików muzyczny. Pozwala obrabiać pliki zapisane w większości popularnych formatów (w tym MP3). Program umożliwia także nagrywanie dźwięków, miksowanie ich oraz dodawanie do nich różnych efektów.

30. Dzięki temu programowi na zajęciach z fizyki zobaczyliśmy dźwięk, mierzyliśmy częstotliwość i głośność (dB).

31. ZOBACZYĆ DŹWIĘK NA OSCYLOSKOPIE

32. Oscyloskop przyrząd elektroniczny służący do obserwowania, obrazowania i badania przebiegów zależności pomiędzy dwiema wielkościami elektrycznymi, bądź innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci elektrycznej. Oscyloskop został wynaleziony przez Thomasa Edisona. Stosuje się go najczęściej do badania przebiegów szybkozmiennych, niemożliwych do bezpośredniej obserwacji przez człowieka.

33. Wykorzystany sprzęt w doświadczeniu • Oscyloskop • Kamerton • Mikrofon • Zasilacz anodowy

34. Beata i Kamil „zmontowali” układ i obserwują dźwięk na oscyloskopie

35. Rozchodzenie się dźwięku w próżni.

36. Wiedząc, że dźwięk nie rozchodzi się w próżni. Wykonaliśmy proste doświadczenie, które polegało na zatwierdzeniu naszej teorii. Mianowicie polegało ono na włożeniu telefonu komórkowego do pompy próżniowej i wykonaniu połączenia na ten numer. Na ekranie wyświetliła się osoba dzwoniąca, lecz nie słyszeliśmy dźwięku.

37. Ciekawostki Aby nikomu nie przyszło na myśl, że dźwięk to jedynie obliczenia i wykresy, zaprezentujemy kilka ciekawostek dotyczących tego działu fizyki! 

38. Złudzenia słuchowe • Jak się okazuje, nasze ucho może nas… oszukiwać!  Oto ciekawy przypadek, opisany przez pewnego psychologa: „Raz późną nocą czytałem w swoim gabinecie; nagle rozległ się jakby z górnego piętra straszny hałas, ustał i po minucie rozległ się znów. Wyszedłem do salonu, by się lepiej zorientować — ale nic nie usłyszałem. Zaledwie Przyszedłem jeszcze raz do salonu — i znów wszystko ucichło. Wróciwszy po raz wtóry do gabinetu spostrzegłem, że ten niezwykły hałas — to tylko chrapanie małego pieska, który spał na podłodze!” Powodem trudności z namierzeniem źródła dźwięku jest fakt, iż fale dźwiękowe ulegają zjawiskom odbicia, interferencji i dyfrakcji. Chrapanie pieska mogło odbić się od kilku mebli, czy ścian i skierować się do ucha słuchacza z zupełnie innej strony aniżeli źródło dźwięku. Dodatkowo prawdopodobnie doszło do interferencji, czyli nakładania się fal dźwiękowych w jednym punkcie (co jest związane z akustyką pokoju) czego powodem było stosunkowo duże natężenie dźwięku. Następnie wszystkich tych czynników jednocześnie zaowocowało powstaniem wiarygodnej iluzji słuchowej.

39. BURZA • A to ci dopiero! Okazuje się, że podczas burzy możemy sprawdzić, jak daleko od nas uderzył piorun! I to bardzo prostym sposobem. A konkretniej - licząc sekundy między grzmotem, a błyskiem. Dźwięk w powietrzu porusza się z prędkością 340 metrów na sekundę, więc trzy sekundy odpowiadają odległości około jednego kilometra.

40. SAMOCHODY Czy zastanawialiście się kiedyś, dlaczego klakson nadjeżdżającego samochodu słyszymy jako dźwięk wyższy, niż dźwięk klaksonu samochodu, który się oddala?Okazuje się, że to z powodu efektu Dopplera wytłumaczonego po raz pierwszy w 1842r. przez Christiana Dopplera, fizyka z Pragi. Po prostukrótsze fale tworzą wyższy dźwięk, fale dłuższe zaś - niższy.

41. NIE TYLKO LUDZIE… • Zwierzęta słyszą w innych częstotliwościach niż ludzie. Człowiek słyszy dźwięki o częstotliwościach od 20 do 20000Hz, nietoperz natomiast słyszy dźwięki od ok. 1000 do ponad 100000Hz. Tak więc wiele zwierząt jest czułych na dźwięki o bardzo wysokich częstotliwościach. Takie dźwięki nazywają się ultradźwiękami. Ponadto każdy gatunek może wysyłać i odbierać określoną gamę dźwięków. Delfiny potrafią odbierać ultradźwięki, co pozwala im do lokalizowania przeszkód lub zdobyczy, a także komunikowania się między sobą.

42. DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ

43. W NASZEJ PREZENTACJI WYKORZYSTALIŚMY: • Darmowy program internetowy cool edit 2000 • Strony internetowe: wikipedia • Encyklopedia fizyki. Praca zbiorowa. Wyd. PWN, 1979