Конспект уроку з фізики для 9 класу на тему: "Лабораторна робота № 6. Дослідження звукових коливань різноманітних джерел звуку за допомогою сучасних цифрових засобів"

Урок 26

Лабораторна робота № 6. Дослідження звукових коливань різноманітних джерел звуку за допомогою сучасних цифрових засобів

Мета уроку:  

•          навчальна: ознайомити учнів із експериментальним способом вимірювання характеристик звуку (гучність, амплітуда); закріпити вміння вимірювати частоту, гучність  та час поширення звукової хвилі; користуватися сучасними цифровими засобами (мобільні додатки);
•          розвивальна: розвивати критичне мислення учнів; формувати навички працювати в парах і групах;
•          виховна: виховувати в учнів охайність під час проведення експерименту, дбайливе ставлення до лабораторного обладнання.

 Очікувані результати: учні повинні вміти з’ясовувати зв’язок між характеристиками звукової хвилі (амплітудою, частотою) та гучністю й висотою тону звуку.

Тип уроку: урок застосування знань, умінь, навичок.

Наочність і обладнання: підручник; комп’ютер (або мобільний телефон) із програмним забезпеченням для запису звуку та обробки отриманого файла (наприклад, «Decibel X»), камертон, генератор звукових частот (або програма «Камертон»).

Перебіг уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП.

II. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ.

III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ.

IV. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 6

Тема: «Дослідження звукових коливань різноманітних джерел звуку за допомогою сучасних цифрових засобів».

Мета: з’ясувати зв’язок між характеристиками звукової хвилі (амплітудою, частотою) та гучністю й висотою тону звуку.

Обладнання: комп’ютер (або мобільний телефон) із програмним забезпеченням для запису звуку та обробки отриманого файлу  (наприклад, «Decibel X»), камертон, джерела звуку (музичні файли, кульки Ньютона тощо).

Хід роботи

Теоретичні відомості

Форма запису звуку може бути різною: магнітна, оптична, цифрова тощо. Запис звуку в комп’ютерах – виключно цифровий. Записаний звук зберігається в аудіофайлі та після обробки може бути поданий на монітор комп’ютера у вигляді пульсуючого графіка, який відбиває зміну тиску в зоні прослуховування через рівні невеликі інтервали часу (див. рисунок).

За графіком можна оцінити:

1) гучність звуку – визначається амплітудою A звукової хвилі;

2) тон звуку – визначається частотою ν (періодом T) звукової хвилі.

Наприклад, за графіком на рисунку визначаємо, що за 10 мс відбулося майже 9 коливань (точніше – 8,8), отже, частота звукової хвилі становить:

Отже, на графіку наведено цифровий запис звучання ноти «ля» другої октави (див. таблицю).

Підготовка до експерименту

1. Перед тим, як виконувати роботу, згадайте:

1) вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт (інструкція з безпеки п 1.1, 1.2, 1.5, 2.2);

2) основні характеристики звуку.

2. Увімкніть комп’ютер, увімкніть планшети або смартфони.

3. Запустіть на виконання програму «Decibel X».

Експеримент

Суворо дотримуйтесь інструкції з безпеки!

1. Для налаштування та попереднього калібрування програми «Decibel X» (Шумометр) використовуємо камертон ноти «Ля», частота якого 440 Гц. Вдарте по ньому гумовим молоточком.

2. Двічі повторюємо сигнал.

3. Збільшить гучність сигналу та повторіть дії, описані в п. 2.

4. Для отримання звукових сигналів використовуйте джерела звуку (музичні файли, кульки Ньютона, голоси жіночі та чоловічі тощо).

Опрацювання результатів експерименту

Результати вимірювань і обчислень відразу потрібно зазначити в таблиці!

1. Для кожного досліду визначте інтенсивність звуку (в дБ), частоту звукової хвилі та тривалість звуку.

                                           Таблиця 1      

2. Для досліду «Кульки Ньютона» визначте частоту звукової хвилі: виконайте послідовно такі дії:

а) на екрані смартфонів ви побачите графік, подібний до наведеного на рисунку;

б) обчисліть кількість коливань, наприклад, за 8 мс;

в) за формулою ν = N / t  обчисліть частоту звукової хвилі.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Таблиця 2

3. Виконайте рисунок цього досліду.

Аналіз експерименту та його результатів

Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому:

1) отримані результати порівняйте з табличними значеннями частот, що відповідають певним нотам;

2) визначте причини можливої розбіжності результатів.

Висновок

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Творче завдання

Поміркуйте, який дослід слід провести, щоб виявити, які матеріали добре поглинають звук; якими матеріалами звук поширюється найкраще. Запишіть план експерименту. Проведіть експеримент, запишіть його результати.

   _____________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Завдання підвищеної складності (*)

Оцініть відносну похибку одного з експериментів:

_____________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

VІ. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

VIІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Повторити § 18. Закінчити оформлення звіту про лабораторну роботу № 6.