Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych im. Eugeniusza Kwiatkowskiego w Grodzisku Wielkopolskim • ID grupy: 97/52 mf g1 • Opiekun: Lidia Baum • Kompetencja: matematyczno – fizyczna • Temat projektowy: • „W świecie dźwięków i ciszy” • Semestr: letni rok szkolny: 2010/2011

3. W Świecie dźwięków i ciszy

4. SPIS TREŚCI • Podział instrumentów konwencjonalnych • Instrumenty elektroniczne • Strojenie fortepianu • Cisza • Muzyka – Jak na Ciebie wpływa? • Dźwięk w pojęciu fizycznym • Zadania • Źródła

5. INSTRUMENTY KONWENCJONALNE • Strunowe • Dęte • Perkusyjne

6. Smyczkowe: skrzypce, altówka, wiolonczela, kontrabas i ich odmiany Instrumenty strunowe Instrumenty strunowe, inaczej chordofony. Źródłem dźwięku jest w nich drgająca struna.

7. Instrumenty strunowe Szarpane: harfa, lutnia, lira, mandolina, gitara, cytra, klawesyn itp. Młoteczkowe: fortepian, pianino, cymbały węgierskie

8. Instrumenty dęte, inaczej aerofony. Źródłem dźwięku jest w nich drgający słup powietrza. Instrumenty dęte • Dęte drewniane: flet klarnet, obój, fagot, saksofon i ich odmiany

9. Dęte klawiszowe: organy, fisharmonia Instrumenty dęte • Dęte blaszane: trąbka, róg, puzon, tuba itp..

10. Błonowe, inaczej membranofony. kotły - dają dźwięk o określonej wysokości. Bębny (wielki, mały tamburyn) - wydają dźwięki (szmery) o nieokreślonej wysokości. Instrumenty perkusyjne Źródłem dźwięku jest drganie korpusu lub całego instrumentu.

11. Instrumenty perkusyjne • Samobrzmiące, inaczej idiofony, gdzie instrument jest źródłem dźwięku. Np. talerze, trójkąt, kołatki, dzwonki itp.

12. Instrumenty elektroniczne • Instrumenty elektroniczne to grupa instrumentów muzycznych należąca do elektrofonów, w których dźwięk tworzony jest przez układ elektroniczny (w pełni elektryczny, bez pośrednictwa mechanicznego)

13. Instrumenty elektroniczne • Syntezator • Sekwencer • Sampler

14. Syntezator - instrument muzyczny z grupy elektrofonów elektronicznych, w którym dźwięk jest syntezowany w układach elektronicznych poprzez modelowanie odpowiedniego kształtu napięcia, które potem jest wzmacniane we wzmacniaczu i zamieniane przez głośnik na odpowiadającą mu falę akustyczną Instrumenty elektroniczne

15. Sekwencer- urządzenie sterujące syntezatorem. Przy wykorzystaniu sekwencerów artyści byli w stanie część muzyki, zwykle tworzącej tło oraz rytm, powierzyć sekwencerom, skupiając się na własnoręcznym graniu zasadniczej części muzyki. Instrumenty elektroniczne

16. Sampler - klawiszowy instrument muzyczny z grupy elektrofonów elektronicznych, odgrywający wcześniej nagrane próbki dźwięków (ang. samples) instrumentów akustycznych, innych dźwięków muzycznych lub niemuzycznych dźwięków wykorzystywanych w muzyce. Instrumenty elektroniczne

17. Strojenie fortepianu • Strojenie fortepianu polega na takim ustawieniu jego akustyki, że po zagraniu określonego dźwięku będzie miał on wysokość zgodną z wysokością wzorca. Oznacza to że, przy graniu określonej nuty wydobyty dźwięk będzie miał ten sam ton podstawowy co wzorzec.

18. CISZA • Cisza – to całkowity brak dźwięków zdolnych wytworzyć wrażenia słuchowe.

19. „Gdyby ludzie rozmawiali tylko o tym, co rozumieją, zapadłaby nad światem wielka cisza.” Albert Einstein CISZA „Od muzyki piękniejsza jest tylko cisza.” Paul Claudel

20. MUZYKA – jak na ciebie wpływa? • „Muzyka moich rodziców to naprawdę • totalna nuda” – narzeka 17-letni Janek.* • „Z muzyki, której słucha mój syn, przebija • niepokój i gniew” – skarży się jego matka Danuta.* • * Niektóre imiona zostały zmienione.

21. MUZYKA – jak na ciebie wpływa? • Czy potrafisz sobie wyobrazić życie bez muzyki? Bez nastrojowych kołysanek, romantycznych serenad, dynamicznych piosenek pop, poruszających symfonii czy tez melodii będących źródłem natchnienia? Takie życie z pewnością ziałoby pustką i nudą. • Muzyka rzeczywiście wyzwala całą gamę uczuć. Może nas wyciszyć, pobudzić, podnieść na duchu bądź zainspirować. Może wprawić w zachwyt albo wycisnąć łzy z oczu. Muzyka trafia do serca i właśnie dlatego tak mocno na nas oddziałuje. Skąd się bierze jej potęga? Odpowiedź jest prosta: Muzyka to wspaniały dar. Wszyscy niezależnie od wieku – powinniśmy być wdzięczni za ten dar i właściwie z niego korzystać

22. Dźwięk w pojęciu fizycznym • Dźwięk to podłużna fala mechaniczna, która może rozchodzić się w różnych ośrodkach materialnych. Fala mechaniczna powstaje wtedy, gdy ośrodek materialny zostanie zaburzony np. przez drgającą strunę, która przekazuje swoje drgania stykającym się z nią cząsteczkom ośrodka. Cząsteczki ośrodka przekazują to zaburzenie sąsiednim cząsteczkom we wszystkich kierunkach, a te z kolei przekazują je jeszcze dalej. Dzięki temu drgania mogą się rozchodzić jako fala.

23. Dźwięk w pojęciu fizycznym • CISZA • Gdy cząsteczki ośrodka są słabo ze sobą związane, przekazywanie drgań jest utrudnione. W takich ośrodkach dźwięk rozchodzi się bardzo powoli, tzn. z małą szybkością. Tak więc w próżni dźwięk w ogóle nie może się rozchodzić.

24. Dźwięk w pojęciu fizycznym ZAKRES SŁYSZALNOŚCI Człowiek słyszy tylko takie drgania, które odbywają się z częstotliwością rejestrowaną przez zmysł słuchu, tzn. od 16 Hz do 20 000 Hz

25. Częstotliwość to liczba drgań wykonanych w ciągu jednej sekundy. Czas trwania jednego pełnego drgania nazwany został okresem. • WIELKOŚCI OPISUJĄCE FALĘ DŹWIĘKOWĄ Dźwięk w pojęciu fizycznym Między częstotliwością oznaczoną f symbolem a okresem T istnieje związek: (1) (2)

26. Odległość między dwoma najbliższymi punktami ośrodka, w których w tej samej chwili drgające cząsteczki tego ośrodka znajdują się w tej samej fazie ruchu, nazywamy długością fali i oznaczamy symbolem λ. • WIELKOŚCI OPISUJĄCE FALĘ DŹWIĘKOWĄ c.d. Dźwięk w pojęciu fizycznym Każda drgająca cząsteczka ośrodka przekazuje „swój ruch” na odległość równą λ w czasie T. stąd szybkość rozchodzenia się dźwięku można wyznaczyć dzieląc drogę przez czas, czyli: (3)

27. CECHY FALI DŹWIĘKOWEJ • Ucho ludzkie posiada wrażliwość, umożliwiającą rozróżnienie następujących cech dźwięku: wysokości, barwy i natężenia. Fizyczną miarą wysokości dźwięku jest częstotliwość fali dźwiękowej, przy czym dźwięk jest tym wyższy, im wyższa jest częstotliwość. Dźwięk w pojęciu fizycznym

28. WRAŻENIA DŹWIĘKOWE • Dźwięki o jednakowej wysokości wydawane przez różne źródła wywołują odmienne wrażenia słuchowe. Różnice te spowodowane są charakterystycznym dla danego źródła dźwięku nakładaniem się na podstawowe drgania harmoniczne drgań harmonicznych o większych częstotliwościach i określone są mianem barwy dźwięku. Dźwięki o jednakowej wysokości, lecz różnej barwie różnią się kształtem krzywej drgań. Dźwięk w pojęciu fizycznym

29. WRAŻENIA SŁUCHOWE • Miarą intensywności dźwięku jest jego natężenie. • Natężeniem dźwięku nazywamy stosunek energii docierającej w jednostce czasu do danej powierzchni, czyli mocy, do pola tej powierzchni. • I - natężenie fali E - energia fali t - czasP - moc fali s - pole powierzchni Dźwięk w pojęciu fizycznym (4)

30. Miarą czułości ucha ludzkiego jest próg słyszalności, czyli najmniejsze, wyczuwalne natężenie dźwięku, przy czym największa czułość odpowiada drganiom o częstotliwości od 1000 do 3000Hz. Dźwięki o bardzo dużym natężeniu wywołują w uchu wrażenie ucisku, a nawet bólu, przy czym maksymalne natężenie dźwięku, po przekroczeniu którego powstają te wrażenia, nosi nazwę progu bólu. • PRZYKŁADY: Dźwięk w pojęciu fizycznym 10 dB to szept 45 dB - przeciętna rozmowa 60 dB - odkurzacz 90 dB - dźwięk budzika 110 dB - hałas panujący na ruchliwej ulicy w godzinach szczytu 120 dB - poziom natężenia dźwięku w dyskotece 130 dB - granica bólu.

31. zadania • 1. Od czego zależy szybkość dźwięków? • 2. Czy latem szybkość dźwięków w powietrzu jest inna niż zimą? • 3. Ile razy szybkość dźwięku w betonie jest większa od szybkości dźwięku w powietrzu?

32. Zadanie 1 • Od czego zależy szybkość dźwięków? • W tabeli przedstawiono szybkość rozchodzenia się dźwięków w różnych ośrodkach. Porównaj je na wykresie kolumnowym i odpowiedź na pytanie, dlaczego szybkość dźwięku w ciałach stałych tak bardzo różni się od szybkości dźwięku w gazach.

33. Zadanie 1

34. Wnioski: • 1. Najszybciej dźwięk rozchodzi się w ciałach stałych, a najwolniej w gazach. • 2. Dźwięk rozchodzi się szybciej w ośrodkach, w których cząsteczki są blisko siebie i mogą szybko przekazywać sobie drgania wywołane przez źródło dźwięku. Innym czynnikiem, który ma wpływ na szybkość rozchodzenia się dźwięku, są właściwości sprężyste ośrodka. Najlepsze warunki do rozchodzenia się dźwięku są w ciałach stałych. • 3. Szybkość dźwięku zależy od właściwości fizycznych ośrodka, w którym rozchodzi się dźwięk (gęstość, ciśnienie, właściwości sprężyste) Zadanie 1

35. Czy latem szybkość dźwięku w powietrzu jest inna niż zimą? Na podstawie tabeli przedstaw wykres zależności szybkości dźwięku w powietrzu od temperatury. Jak zmienia się szybkość dźwięku w zależności od pory roku? Zadanie 2

36. Zadanie 2

37. wnioski • 1. Szybkość dźwięku zależy od temperatury ośrodka. • 2. Gdy temperatura powietrza maleje, to szybkość dźwięku również maleje. Jest to związane z mechanizmem rozchodzenia się dźwięku. Gdy temperatura powietrza jest wysoka, to cząsteczki mają dużą energię i częściej ze sobą zderzają się. Wtedy łatwiej mogą przekazywać sobie drgania. • 3. Szybkość dźwięku w powietrzu rośnie, gdy temperatura powietrza wzrasta. • 4. Zależność szybkości dźwięku od temperatury jest funkcją liniową. • 5. Przyrost temperatury o 1oC powoduje wzrost szybkości dźwięku o 0,6 m/s. Zadanie 2

38. Ile razy szybkość dźwięku w betonie jest większa od szybkości dźwięku w powietrzu? • Przedstaw na wykresie, jak długość fali dźwiękowej w powietrzu zależy od jej częstotliwości w zakresie od 10000 Hz do 50000 Hz. Które z tych fal są słyszalne przez człowieka? Na tym samym wykresie przedstaw taką zależność dla wody i betonu. • Aby uzyskać zależność między długością fali a częstotliwością wykorzystujemy wzór (3) i wzór (1): Zadanie 3

39. Prędkość dźwięku w powietrzu: 343,8 m/s Prędkość dźwięku w wodzie: 1535 m/s Prędkość dźwięku w powietrzu: 3800 m/s Zadanie 3

40. Zadanie 3

41. wnioski • 1. Szybkość dźwięku zależy tylko od właściwości ośrodka, w którym dźwięk się rozchodzi. Jeżeli te właściwości nie zmieniają się , to szybkość dźwięku też się nie zmienia. Długość fali w wybranym ośrodku nie zależy więc od szybkości dźwięku, ponieważ szybkość dźwięku w tym ośrodku jest stała. • 2. Długość fali w danym ośrodku zależy od częstotliwości drgań. • 3. Dla tej samej częstotliwości długość fali zależy od rodzaju ośrodka. Fale o jednakowej częstotliwości mają większą długość w wodzie niż w powietrzu, a w betonie większą niż w wodzie. • 4. Fale o jednakowej częstotliwości mają większą długość w ośrodkach, w których mogą rozchodzić się szybciej w porównaniu z ośrodkami, w których rozchodzą się wolno. Zadanie 3

42. Źródła • Fizyka z Komputerem, B. Zegrodnik, Ł. Zegrodnik, Wydawnictwo Helion • Fizyka i astronomia dla każdego, pod red. B. Sagnowskiej, Wydawnictwo ZamKor • Przebudźcie się! sierpień 2011 • http://www.moskat.pl/szkola/fizyka/drgania_i_fale.php?id=wielkosci_opisujace_fale • http://www.ar.krakow.pl/fizyka/cwicz10 • http://www.iwiedza.net/wiedza/114.html • http://www.iwiedza.net/wiedza/105