Интегрированный урок

по физике и музыке.

9 класс

Тема :"Источники звука. Звуковые колебания и волны"

Учитель физики: Абрамова Наталия Викторовна

Учитель музыки: Шаркова Елена Евгеньевна

2015-2016 уч. год

Интегрированный урок (физика + музыка) по теме

"Источники звука. Звуковые колебания и волны"

Абрамова Наталия Викторовна , учитель физики

Шаркова Елена Евгеньевна, учитель музыки

Цели:

образовательная: формирование представления о природе как о стройной, гармонически взаимосвязанной и взаимообусловленной системе мироздания (с широким использованием межпредметных связей).

развивающая: продолжать расширять кругозор учащихся на основе интеграции знаний учащихся; развивать логическое и абстрактное мышление;

пробуждение интереса к предмету, физическому явлению, эксперименту, желанию постичь сущность физической теории, закона, формулы.

воспитательная: воспитывать положительную мотивацию к обучению; культуру умственного труда;

Оборудование: Компьютер, мультимедийный проектор, экран, камертон с резонаторным ящиком, металлические линейки, различные музыкальные инструменты, презентация.

Ход урока.

1. Орг. момент (На фоне сменяющейся по ритму, настроению, громкости музыке)

2. Актуализация знаний.

Учитель музыки:

Все известно вокруг, Тем не менее На Земле очень много того, Что достойно порой удивления И Вашего, и моего. Удивляйся росе, Удивляйся цветам, Удивляйся упругости стали, Удивляйся тому, Чему люди порой Удивляться уже перестали.

Учитель физики:

Ребята, перед вами кроссворд, разгадав который, вы узнаете ключевое слово нашего сегодняшнего урока

1. Амплитуда установившихся вынужденных колебаний достигает своего наибольшего значения при условии, что частота вынуждающей силы равна собственной частоте колебательной системы. Назовите явление.

2. Как называется следующее явление: распространение колебаний в пространстве от точки к точке, от частицы к частице.

3. Наибольшее по модулю отклонение колеблющегося тела от положения равновесия называется

4. Процессы, повторяющиеся через одинаковые промежутки времени, относительно среднего положения. Как называются эти процессы?

Прежде чем перейти к изучению нового материала, повторим некоторые определения, которые будут нужны нам для работы на сегодняшнем уроке.

1. Какими величинами характеризуется колебательное движение?

2. Что такое частота?

3. А что такое период?

4. Какие виды волн вы знаете?

5. Что такое продольная волна?

6. А что такое поперечные волны?

7. Какими величинами характеризуются волны.

-А теперь давайте запишем в тетрадь обозначения и ед-цы измерения некоторых физических величин.

Итак, возвращаемся к нашему кроссворду - ключевое слово нашего урока звук.

3. Сообщение темы и целей урока

Сегодняшний урок посвящён звуку и звуковым колебаниям. Тема урока "Источники звука. Звуковые колебания". На уроке вы узнаете, что является источником звука, что такое звуковые колебания, причины их возникновения и некоторые практические применения в вашей жизни. Мы с вами выясним, что такое звук, какова его природа, способы приема и передачи.

Учитель музыки:

Мир звуков так многообразен,
Богат, красив, разнообразен…
Но всех нас мучает вопрос:
Откуда звуки возникают,
Что слух наш всюду услаждают?

Учитель физики:

Человек живет в мире звуков. Звуки, воспринимаемые человеческим ухом, являются одним из важнейших источников информации об окружающем мире. Шум моря и ветра, пение птиц, голоса людей и крики животных, раскаты грома, звуки движущихся машин позволяют легче адаптироваться в изменяющихся внешних условиях. В русском языке нет достаточно емкого слова, которое дало бы оценку многообразию звуков, окружающих человека с рождения. Радость и горе, бодрость и уныние, буйство и печаль, т.е. наше настроение, чувства, могут быть выражены звуком.С помощью звуков люди общаются, обмениваются мыслями, идеями, чувствами, информацией.Услышав какой-то звук, мы обычно можем установить, что он дошел до нас от какого-то источника. Рассматривая этот источник, мы всегда найдем в нем что-то колеблющееся. Если, например, звук исходит от репродуктора, то в нем колеблется мембрана - легкий диск, закрепленный по его окружности, если звук издает музыкальный инструмент, то источник звука - это колеблющаяся струна, колеблющийся столб воздуха и др. Источником звука является колеблющееся тело - это общее свойство источников звука.

Среди источников звука есть как естественные, так и искусственные источники. Примером искусственного источника звука является укрепленная в тисках металлическая линейка. Линейка будет издавать звук, если ее свободную часть, длина которой подобрана определенным образом, привести в колебательное движение.

Вторым примером искусственного источника звука является камертон. Он представляет собой изогнутый металлический стержень на ножке. Сам по себе камертон дает очень слабый звук, потому что площадь поверхности колеблющихся ветвей камертона, соприкасающейся с воздухом, мала и в колебательное движение приходит слишком мало частиц воздуха. Поэтому камертон обычно укрепляют на деревянном ящике подобранном так, чтобы частота его собственных колебаний была равна частоте звука, создаваемого камертоном. Благодаря резонансу стенки ящика тоже начинают колебаться с частотой камертона. Это колебания большой амплитуды (резонанс!), да и площадь поверхности ящика велика, поэтому звук камертона оказывается значительно более громким. Ящик так и называют - резонатор.

Учитель музыки:

В музыкальных инструментах без резонаторов тоже нельзя обойтись. например, в гитаре, скрипке и других подобных им струнных инструментах. Различные опыты свидетельствуют о том, что любой источник звука обязательно колеблется (демонстрируем звучание различных музыкальных инструментов).

Учитель физики:

К естественным источникам звука относятся жужжание пчелы, мухи, комара, наши с вами голосовые связки.

Песня. (ученики совместно с учителем поют песню).

Учитель музыки:

Сейчас мы узнаем классификацию музыкальных инструментов по типу источника звука.

Учитель музыки открывает презентацию «Классификация музыкальных инструментов по типу источника звука» и параллельно повествует об этой классификации

1. Ударные: самозвучащие или мембранные.

Звук извлекается при ударе по инструменту специальным приспособлением.

Самозвучащие - все предельно ясно. Звучат сами при воздействии на них.

Мембранные - звучит натянутая на инструмент кожа.

2. Духовые: медные, деревянные, язычковые.

Используется колебательный процесс внутри инструмента.

Медные или деревянные - конструктивно, конечно, различны, однако ключевое отличие - материал самого инструмента: медь дает жесткий, резкий звук, призывный, дерево же мягкий, утонченный, успокаивающий.

В язычковых звук извлекается воздухом при движении мехов и выпусканием определенного количества воздуха при помощи клапанов и язычков, соединенных с клавишами или кнопками

3. Струнные: смычковые, щипковые, клавишные.

В смычковых звук извлекается путем проведения смычка по струне (периодическое воздействие на струну).

В щипковых - «щипанием» струны (кратковременных воздействием на струну).

В клавишных - нажатием клавиши, которая в свою очередь передает импульс молоточку и далее - струне.

Поначалу кажется, есть инструменты более громкие, более заметные своей частотой. И можно было бы выделить короля, королеву, принцев, рабочих. Однако сам оркестр, состоящий из этих инструментов, может быть назван республикой, потому как в нем каждый инструмент важен и вносит именно тот вклад, который от него требуется.

Учитель физики:

Итак, звук - это упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях, твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных. Механические волны, которые вызывают ощущение звука, называют звуковыми волнами. Раздел физики, в котором рассматриваются свойства звуковых волн, закономерности их возбуждения, распространения и действия на препятствия, называется акустикой.

-К какому виду волн относятся звуковые волны?

-Да, это продольные волны.

-А как вы думаете какие условия необходимы для распространения звуковых волн?

-Наличие среды.

Звук - это волна, распространяющаяся в веществе. Необходимое условие распространения звуковых волн - наличие материальной среды. В вакууме звуковые волны не распространяются, так как там нет частиц, передающих взаимодействие от источника колебаний. Поэтому на Луне из-за отсутствия атмосферы царит полная тишина. Даже падение метеорита на ее поверхность не слышно наблюдателю.

(видео)

Скорость распространения звуковых волн определяется скоростью передачи взаимодействия между частицами.Итак, мы выяснили, что такое звук и каковы его источники.

Учитель музыки:

Физкультминутка.

Закройте глаза, расслабьте тело,

Представьте - вы птицы, вы вдруг полетели!

Теперь в океане дельфином плывете,

Теперь в саду яблоки спелые рвете.

Налево, направо, вокруг посмотрели,

Открыли глаза, и снова за дело!

Звуки бывают разные. Мы легко различаем свист и дробь барабана, мужской голос (бас) от женского (сопрано). Чем же отличаются звуки друг от друга?

Учитель физики:

А сейчас послушаем сообщение, которое подготовила нам Заруднева Катя о тоне , громкости и шуме звука.

Сообщение ученика:

Тон звука. Об одних звуках говорят, что они низкого тона, другие мы называем звуками высокого тона. Ухо их легко различает. Звук, создаваемый большим барабаном, это звук низкого тона, свист - звук высокого тона. Простые измерения (развертка колебаний) показывают, что звуки низких тонов - это колебания малой частоты в звуковой волне. Звуку высокого тона соответствует большая частота колебаний. Частота колебаний в звуковой волне определяет тон звука. Камертон - особый источник звука, испускающий единственную частоту, так называемый чистый тон.

Громкость звука. Звуки даже одного тона могут быть разной громкости. С чем связана эта характеристика звука? Нетрудно понять, что она связана с энергией колебаний в источнике и в волне. Энергия же колебаний определяется амплитудой колебаний. Громкость, следовательно, зависит от амплитуды колебаний. Но связь между громкостью и амплитудой не простая. Самый слабый еще слышимый звук, дошедший до барабанной перепонки, приносит в 1 с энергию, равную примерно 10 ^-16 Дж, а самый громкий звук (реактивного ракетного двигателя в нескольких метрах от него)- около 10 ^-4Дж. Следовательно, по мощности самый громкий звук примерно в тысячу миллиардов раз превосходит самый слабый. Но этого нельзя сказать о громкости звука. О звуках вообще нельзя сказать, что один из них в два, в три, а тем более в миллионы или в миллиарды раз громче другого. О звуках различной громкости говорят, что один громче другого не во столько-то раз, а на столько-то единиц. Единица громкости называется децибелом (дБ). Например, громкость звука шороха листьев оценивается 10 дБ, шепота - 20 дБ, уличного шума - 70 дБ. Шум громкостью 130 дБ ощущается кожей и вызывает ощущение боли. О громкости уличного шума, например, можно сказать, что она на 60 дБ больше громкости шороха листьев.Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции. Шум - одна из форм физической среды жизни. Влияние шума на организм зависит от возраста, слуховой чувствительности, продолжительности действия, характера. Шум мешает нормальному отдыху, вызывает заболевания органов слуха, способствует увеличению числа других заболеваний угнетающе действует на психику человека. Шум - такой же медленный убийца, как и химическое отравление.

Учитель физики:

Итак, вы услышали, как влияет шум на организм человека.

Исследования показали, что человеческое ухо способно воспринимать как звук механические колебания тел, происходящие с частотой от 20 Гц, до 20 000 Гц. Поэтому колебания, частоты которых находятся в этом диапазоне, называются звуковыми.

Механические колебания, частота которых превышает 20 000 Гц, называются ультразвуковыми, а колебания с частотой менее 20 Гц - инфразвуковыми.

Когда были созданы высокочувствительные приемники звуков для самых различных частот, обнаружилось, что инфра- и ультразвуки распространены в природе так же широко, как и звуки слышимые. Выяснилось, что их излучают и воспринимают живые существа на суше, в воздухе и в воде и используют для своих "переговоров". Собаки, например, воспринимают ультразвуки с частотой до 40 кГц. Этим пользуются дрессировщики, чтобы подавать собаке команду, не слышимую людьми. Ультразвуком пользуются и летучие мыши.

Инфразвук иногда порождается морем, в этом случае его называют "голос моря". Образуется он обычно во время шторма в результате периодических сжатий и разрежений воды.

Инфразвуковая волна, так же как и звук слышимого нами диапазона, распространяется в воде почти в 5 раз быстрее, чем в воздухе. Поэтому различные морские жители, способные воспринимать "голос моря", - медузы, ракообразные, морские блохи и др. - задолго до наступления шторма чувствуют его приближение.

Инфразвук по сравнению со слышимыми звуками мало поглощается как воздухом, так и водой, поэтому инфразвуковая волна распространяется на очень далекие расстояния (порядка нескольких сотен километров). Это дает возможность широко использовать его. Так, например, применение инфразвука имеет большое значение в военном деле. Улавливая его приборами, весьма точно определяют место, откуда действует дальнобойная артиллерия. Используют инфразвук и в рыболовецком промысле. Рыболовецкие суда, оснащенные соответствующими приемными установками, могут быстро находить стаи рыб, издающие инфразвук или отражающие его.

Учитель музыки:

С точки зрения музыки, мы можем разделить звуки окружающего мира на две группы. Назовите их.
- Это группа шумовых звуков и группа звуков музыкальных.
- Но иногда (в некоторых музыкальных произведениях) эти группы могут соседствовать. Как, например, в этом. Что добавил композитор к музыкальным звукам?

Слушание фрагмента композиции "Aquamarine Lake" Ginkgo Garden.

- Здесь на фоне музыки слышен звук падающих капель.
- Так в чем же отличие шума от музыки?

Сегодня на уроке мы с вами рассмотрели инструменты различные по высоте, громкости и тембру звучания.
Но в мире музыки есть инструмент, который обладает множеством различных тембров. При переключении клапанов, он может сымитировать звучание флейты или гобоя, пение птиц или рев животных, он может заменить собой целый хор. Внешне он похож на фортепиано: такие же клавиши, педали, но вместо струн у него - трубы.
- Догадались, что это за инструмент?
- Это орган.
- С момента своего рождения орган подвергался неоднократным изменениям. От ручного и гидравлического нагнетания воздуха постепенно перешли к электрическому.
- Особое распространение орган получил в Западной Европе в 16-18 века. Одним из известнейших композиторов-органистов 18 века является немецкий композитор…?
- Иоганн Себастьян Бах.
- Его музыка живет уже третье столетие. И вполне возможно, что именно Токката и фуга ре минор И.С.Баха вдохновили поэта Серебряного века, с чьим творчеством вы недавно знакомились на уроках литературы, - Бориса Пастернака на создание этих прекрасных строк:

Чтение стихотворения на фоне Токкаты ре минор.

Орган отливал серебром,
(вкл. музыку)
Немой, как в руках ювелира,
А издали слышался гром,
Катившийся из-за полмира.
Покоилась люстр тишина,
И в зареве их бездыханном
Играл не орган, а стена,
Украшенная органом.
Ворочая балки, как слон,
И, освобождаясь от бревен,
Хорал выходил как Самсон,
Из кладки, где был замурован.

- Вот и закончилась наша очередная встреча со звуками. На сегодняшнем уроке мы показали с вами тесную связь двух таких разных наук как физика и музыка благодаря понятию - звук.
В заключение урока, хочется пожелать вам учиться ценить тишину. Ведь она не только оберегает ваш слух. Из тишины рождаются звуки, которые могут быть так прекрасны!
А за активную работу на уроке хотелось бы поблагодарить … .

Учитель физики:

-Давайте подведём итоги нашего урока.
По окончании урока дети заполняют анкету (максимальная оценка 10 баллов):

1. Познавательно.
2. Полезно.
3. Необычно.
4. Интересно.
5. Доступно.
6. Комфортно.
7. Роль учителя.

Наш урок окончен. До свидания!