Розробка інтегрованого уроку фізика - екологія. Тема «Звук. Інфразвук і ультразвук. Шумове забруднення».

Розробка інтегрованого уроку фізика – екологія для 9 класу

Тема. «Звук. Інфразвук і ультразвук. Шумове забруднення».

Мета: сформувати в учнів поняття про звук, інфразвук, ультразвук, навчитися  визначати швидкість звуку у різних середовищах; розширювати кругозір учнів, розвивати логічне мислення, показати зв'язок фізики та екології; виховувати культуру наукового мислення та цікавість до предмету.

 Тип уроку: комбінований урок.

Структура уроку:

І. Організаційний етап. (2хв)

ІІ. Актуалізація опорних знань та вмінь. (7хв)

III. Мотивація навчальної діяльності (2 хв)

IV. Вивчення нового матеріалу (15 хв)

V.  Узагальнення та закріплення вивченого матеріалу (15 хв)

VI.Підсумок уроку. Рефлексія. (3 хв)

VII. Домашнє завдання. (1 хв)

Хід уроку

І. Організаційний етап.

Привітання, перевірка готовності до уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань та вмінь.

Прийом «Інтелектуальна розминка»

1. Що називають механічними коливаннями? Наведіть приклади.
2. Як на практиці визначають період і частоту коливань? Який зв'язок існує мж періодом і частотою коливань?
3. Що називають механічною хвилею?
4. Природа хвилі. Що коливається і що поширюється у хвилі?
5. Які хвилі називають поперечними? Особливості розповсюдження поперечних хвиль.
6. Які хвилі називають поздовжніми? Особливості розповсюдження поздовжніх хвиль.
7. Чому в газах і в рідинах не існує поперечних хвиль?
8. Що називають довжиною хвилі? За якою формулою обчислюють довжину хвилі?
9. Як пов’язана швидкість хвилі із довжиною хвилі?
10. Приклади застосування механічних хвиль.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

«Проблемне питання»

Давайте поміркуємо, що таке звук? Як він розповсюджується? Яке значення має у житті людини? А головне, що таке шумове забруднення?

IV. Вивчення нового матеріалу

Звуком називають механічні коливання з частотою від 16Гц до 20000 Гц, які поширюються в пружному середовище. Джерелом звуку завжди є тіло, яке коливається. Тіло приводить в рух навколишнє повітря, в якому поширюється хвиля. Для того щоб у людини виникло відчуття звуку необхідно: - наявність джерела звуку; - наявність пружного середовища між джерелом звуку та вухом; - частота коливань джерела звуку повинна бути в межах 16-20000Гц. Звукова хвиля має фізичні параметри (швидкість, амплітуда, період, частота, інтенсивність, звуковий тиск, довжина хвилі) і фізіологічні параметри (гучність, висота, тембр). Звукові хвилі добре поширюються в пружних середовищах, відбиваються, спостерігається явище інтерференції, в наслідок якого збільшується або зменшується гучність звуку.

Інфразвук - це звуки в частотою нижче 16 Гц. Ця область звукових хвиль не сприймається людським вухом. Звукові хвилі цього діапазону добре поширюються в просторі на великі віддалі, мають велику проникаючу властивість, майже не послаблюються, мало поглинаються і розсіюються. Інфразвукові хвилі виникають за різних умов: обдування вітром будинків, телеграфних стовпів, металевих споруд, рух людини і тварин, при роботі рівних двигунів. Зареєструвати їх можна лише спеціальними приладами. Ми живемо в світі інфразвуків і не підозрюємо про це. Справа в тому, що внутрішні органи людини мають свою власну частоту коливань в межах 3-12 Гц. Частота власних коливань тіла людини в лежачому положенні 3-4 Гц, стоячи 6-12 Гц, грудної клітини 5-8 Гц, черевної порожнин 3-4 Гц. При дії інфразвуку даної частоти може виникнути резонанс і викликати неприємні відчуття, привести до розриву органів. Інфразвук невеликої потужності діє на барабанну перетинку вуха людини, викликає біль, примушує коливатися внутрішні органи людині, вдається, що у неї в організмі все вібрує. Основною причиною швидкої стомлюваності є робота людей в цехах, де працюють двигуни, шахтарів. Інфразвуковий генератор потужністю 2 кВт може зруйнувати будинок. Руйнівна сила інфразвуку проявляється тоді, коли частота інфразвукових коливань співпадає з частотою власних коливань предметів, тіл. Наукові дослідження показали, що інфразвук присутній практично скрізь, але в різни дозах. Найбільше ми відчуваємо його в тунелях, де рухаються поїзди і автомобілі, а також під мостами, естакадами. Вимірювання інфразвуку показали, що він підсилюється в малих приміщеннях, а на вулиці відчуваємо його менше, бо він губиться серед шуму вулиці. Встановлено, що інфразвуки частотою 2-15 Гц, інтенсивністю 105 дб сповільнюють зорову реакцію, люди стають неуважні, порушуються функції органів рівноваги людини, спостерігається дія інфразвуків на слуховий, вестибулярний аналізатори, центральну нервову систему, серцево-судинну систему.

Ультразвук — це пружні механічні коливання середовища з частотою від 20 кГц до 20 МГц. Ультразвук відрізняється від звичайних звуків тим, що має велику частоту і малу довжину хвилі, тому добре фокусується, має малий кут розходження, поширюється прямолінійно. Рушійна сила ультразвуку використовується для стерилізації різних предметів і речовин (бактерицидна дія), для руйнування злоякісних пухлин, в нейрохірургії (ультразвуковий скальпель), в стоматології (ультразвукова бормашина), в травматології (ультразвукове вварювання кісток), в офтальмології (ультразвукові окуляри). В цілях діагностики ультразвук використовують для визначення структури внутрішніх органів в нормі та при патології їх розмірів, проводять фотографування пухлин.

 Звуки, що сприймаються людським вухом, поділяються на тони, шуми і звукові удари. Періодичне звукове коливання, основною характеристикою якого є частота, називається тоном. Такі тони можна одержати за допомогою камертона чи звукового генератора.

При цьому тон з найменшою частотою називається основним, а всі інші тони обертонами (вищими тонами). Якість звуку, що визначається його частотним складом, називається тембром звуку.

Звуки, що складаються з великої кількості аперіодичних коливань різних інтенсивностей, що відрізняються складною часовою залежністю, називаються шумами.

Одинока звукова хвиля великої інтенсивності, що виникає, наприклад, при пострілі, сильному вибуху, плеску в долоні, називається звуковим ударом.

Тепер давайте поговоримо про шумове забруднення, яке є екологічною проблемою людства.

Рівень шуму навколишнього природного середовища складає ЗО—60 дБА. До цього природного фону за сучасних умов додаються виробничі й транспортні шуми, рівень яких нерідко перевищує 100 дБА. / Джерелами шумів є всі види транспорту, промислові об'єкти, гучномовні пристрої, ліфти, телевізори, радіоприймачі, музичні інструменти, юрби людей і окремі особи.

Демонстрація (плакат)

Здавна відомий благодійний вплив на організм людини шумів природного середовища (шум листя, дощу, річки та ін.). Статистика свідчить, що люди, які працюють у лісі, поблизу річки, на морі, рідше, ніж мешканці міст, хворіють нервовими і серцево-судинними хворобами. Доведено, що шелест листя, спів птахів, дзюрчання струмка, звуки дощу

оздоровче впливають на нервову систему. Під впливом звукових хвиль водоспаду посилюється робота м'язів.

Давно відома також негативна дія звуку. Одним з середньовічних покарань було жорстоке вбивство жертви звуками від ударів могутнього дзвона, коли приречений помирає у страшних муках від нестерпного болю у вухах.

Сто років тому рівень шуму на центральних магістралях великих міст не перевищував 60 дБА. Нині у великих містах є райони, де він перевищує 70 дБА (санітарна норма для нічного часу — 40 дБА). 60—80 % міського шуму генерує автотранспорт.

Демонстрація (плакат)

На пристосування до сильного шуму організм людини витрачає велику кількість енергії, перенапружується нервова система, виникають втома, нервовий і психічний розлади.

Особливо важко переносяться раптові різкі високочастотні звуки. При рівні шуму понад 80 дБА послаблюється слух, виникають нервово-психічні захворювання, виразка шлунку, гіпертонія, підвищується агресивність. Дуже сильний шум (понад 110 дБА) призводить до так званого шумового сп'яніння, а потім — до руйнування тканин тіла, перш за все — слухового апарату. Жінки більш чутливі до дії сильного шуму, і у них за умов звукового дискомфорту виникають ознаки неврастенії.

Шум шкідливий не лише для людини. Встановлено, що рослини під впливом шуму повільніше ростуть, у них спостерігається надмірне (навіть повне, що призводить до загибелі) виділення вологи через листя, можливі порушення клітин. Гинуть листя і квіти рослин, що розміщені біля гучномовця.

Аналогічно діє шум на тварин. Від шуму реактивного літака гинуть личинки бджіл, самі вони втрачають здатність орієнтуватися, в пташиних гніздах дає тріщини шкаралупа яєць. Від шуму знижуються надої, приріст у вазі свиней, несучість курей. Хворобливо переносять шум риби, особливо у період нересту.

За сучасних умов боротьба з шумом є технічно складною, комплексною, дорогою. Важливо знижувати шум у джерелі його виникнення, створювати безшумні або малошумні машини і технологічні процеси, транспортне і промислове устаткування, починаючи ще зі стадії проектування.

При цьому розраховується очікувана величина шуму, розробляються заходи щодо зниження шуму до допустимого рівня.

Гігієністи вважають верхньою межею шуму для лікарень і санаторіїв 35 дБА, для квартир і навчальних приміщень — 40 дБА, стадіонів і вокзалів — 60 дБА.

V. Узагальнення та закріплення вивченого матеріалу

Прийом «Мікрофон»

Розв’язування якісних задач

1. Що коливається, якщо ви розмовляєте або співаєте?
2. За звуком легко виявити розміщення у небі літака звичайного типу і важко реактивного. Чому?
3. Чому, якщо людина не бачила вибуху потужного снаряда, вибухова хвиля захоплює його зненацька?
4. Чому інколи під час виконання оперних арій кришталеві люстри починають дзвеніти?
5. Випадково залітаючи у вікно, летюча миша інколи сідає людям на голови. Чому?
6. Чому оратори, виступаючи на міському майдані, говорять повільно відокремлюючи слово від слова довгою паузою?
7. Поясніть, чому ми не чуємо жодного звука при польоті метелика, який змахує крильцями до 8-12 разів на секунду?
8. Чому, якщо людина не бачила вибуху потужного снаряда, вибухова хвиля захоплює його зненацька?
9. Для чого природа нагородила людину не одним, а двома органами слуху правим і лівим вухом?
10.  За звуком легко виявити розміщення у небі літака звичайного типу і важко реактивного. Чому?

VІ. Підсумок уроку. Рефлексія

• Мені було цікаво…..
• Я запам’ятав…..
• Тепер я буду знати…..
• Мене здивувало…..
• Мені захотілося…..

VII. Домашнє завдання:

Підр В.Г. Бар’яхтар

         Фізика 9кл

         Харків, Ранок,2017

опрацювати § 18, підготувати навчальний проект по темі «Звук. Інфразвук і ультразвук. Шумове забруднення».