Пізнаємо природу. 6 клас. Мідак

§ 16. Джерела та характеристики звуку. Швидкість звуку

У цьому параграфі ви дізнаєтеся про:

• природу та характеристики звуку;
• поширення звуку в різних середовищах;
• причину виникнення луни;
• сприйняття зору.

Джерела та характеристики звуку

• Складіть асоціативний кущ зі словом «звук».

Звук, який ми сприймаємо органами слуху, — це коливання повітря, що діють на рецептори вуха. Під час роботи гучномовця звукові хвилі утворюються внаслідок коливань особливої перегородки — діафрагми. При цьому виникають зони стиснутого і розрідженого повітря, які чергуються. Вони поширюються в просторі, а, досягаючи вух людини, спричиняють відчуття звуку.

Мал. 13. Схема виникнення звуку

Звук виникає також і тоді, коли людина говорить чи співає. У цьому випадку його джерелом є гортань людини, яка має вигляд лійки. Її стінки утворені кількома хрящами, між якими є голосові зв’язки. Під час розмови або співу голосові зв’язки змикаються. Видихуване повітря тисне на них, і вони починають коливатися. Джерелом звуку може бути удар молотом по металевій поверхні, коливання ніжок камертона, удари м’яча об підлогу, коливання гітарної струни, дзижчання комариних крил тощо.

Камертон

Гітарні струни

Робота в парі

Натягніть разом з однокласником чи однокласницею мотузку завдовжки 40-50 см. Прикладіть свою руку з мотузкою ближче до вуха та попросіть однокласника / однокласницю в цей час зімітувати гру на струні. Поекспериментуйте з різними натягами мотузки. Після цього поміняйтеся ролями. Що ви почули під час експерименту? Зробіть висновок, що є необхідною умовою для виникнення звуку.

Робота у групі

Для експерименту використайте прилад для вимірювання рівня шуму — шумомір або завантажте мобільний додаток з такими функціями на мобільний телефон. Дослідіть роботу цього приладу чи мобільного додатка: розкажіть щось тихо, голосно, поплескайте в долоні та виміряйте рівень шуму у кожному випадку. У яких одиницях вимірюють рівень шуму? Поекспериментуйте з різними режимами роботи приладу. Увімкніть побутовий пристрій (фен, блендер тощо) та виміряйте рівень шуму. Спробуйте відтворити голосами рівень шуму побутового приладу. Зробіть висновок, якою в кожному випадку є гучність звуку.

Гучність звуку залежить від величини та сили коливань джерела. Що більша гучність, то більша різниця щільності зон у повітрі.

Звукові коливання можуть відбуватися з різною частотою, яку ще інакше називають висотою тону. Людське вухо здатне сприймати звуки від 20 до 20 000 коливань за секунду. Звуки з більшою частотою (ультразвук) чують дельфіни, кажани; звуки з меншою частотою (інфразвук) чують кити, слони. Цими звуками вони перемовляються між собою і навіть співають.

Як поширюється звук?

Необхідною умовою поширення звуку у просторі є наявність середовища. Це може бути не тільки повітря, а будь-яка рідина чи тверде тіло. Коливання джерела звуку приводять у рух крайню частинку середовища. Кожна наступна частинка починає коливатися внаслідок взаємодії з попередньою, але з деяким запізненням Звук від джерела поширюється подібно до хвиль на спокійній воді, коли в неї кинути камінь, тобто у всіх напрямках. Але в одному з напрямків інтенсивність звуку є максимальною — це напрямок поширення.

Поширення звуку

Звукова хвиля, як і світло, здатна відбиватися від перешкоди. Внаслідок цього явища виникає луна: якщо голосно розмовляти у великому порожньому приміщенні, то ви почуєте свої ж слова, але з невеликим запізненням.

Відбивання звукової хвилі

Швидкість звуку

Звук характеризується швидкістю поширення. Швидкість звуку в повітрі становить 343 м/с (за температури +20 °С). Вона зростає з підвищенням тиску і температури повітря.

Швидкість звуку залежить від щільності середовища. У твердих речовинах та рідинах швидкість поширення звуку є більшою, ніж у газах. Наприклад, у воді вона становить 1400 м/с, а в залізі — майже 5000 м/с.

• У вакуумі звук не поширюється. Чому?

Як ми чуємо?

Робота в парі

Розгляньте будову вуха. Які відділи вуха прийнято розрізняти? Де міститься барабанна перетинка?

Звукові коливання потрапляють у вушну раковину, потім — на барабанну перетинку, а далі — на три слухові кісточки у внутрішнє вухо, яке заповнене спеціальною рідиною. Саме там міститься система спеціальних рецепторів, які реагують на коливання барабанної перетинки і також рухаються. Різні рецептори відповідають різним частотам коливань. Унаслідок таких рухів до головного мозку передаються імпульси, які сприймаються людиною як відчуття звуку.

Вплив звуків на організм людини

Робота у групі

Використовуючи інтернет-джерела, прослухайте на мобільному телефоні звуки грому, шелесту листя, спів пташок, гучну промову, тиху пісню та шум під час шкільної перерви. Які відчуття у вас при цьому? Обговоріть з однокласниками / однокласницями, які звуки ви хотіли б ще раз почути, а які ні.

Тихий шелест листя, щебетання пташок, дзюрчання струмка, шум прибою заспокоюють людину, сприяють відпочинку. Шум природного середовища називають зеленим шумом.

Повсякденний («білий») шум не є шкідливим для людського організму, проте його постійний вплив може призвести до головного болю і підвищення кров’яного тиску. Тривалий монотонний шум несприятливо впливає на органи слуху, знижуючи чутливість до звуків.

Занадто гучний звук також несприятливо впливає на самопочуття людини і навіть може вивести з ладу слухову систему. Проте й абсолютна тиша пригнічує людину.

Перейдіть на сайт за адресою https://cutt.ly/AXrE35D чи QR-кодом та прочитайте про дію інфразвуку та ультразвуку.

Підсумки параграфа

Звук виникає внаслідок коливань частинок пружного середовища. Характеристиками звуку є гучність, частота, швидкість і напрямок поширення.

Звук може поширюватися в будь-якому середовищі: рідинах, твердих тілах, газах; не поширюється тільки у вакуумі. Людське вухо здатне сприймати звуки від 20 до 20 000 коливань за секунду.

Запитання та завдання для самоперевірки

• 1. Наведіть власні приклади джерел звуку.
• 2. Де швидкість звуку більша: у повітрі чи пластмасі? Відповідь обґрунтуйте.
• 3. Поясніть, чому за підвищення температури та тиску повітря швидкість звуку зростає.

Перевірте себе

Перейдіть на сайт за QR-кодом та виконайте вправу.

Виконайте вдома

1. Поширення звуку в різних середовищах. Для експерименту підготуйте металевий, пластиковий, дерев’яний посуд (горнятко, каструлю, відерце тощо). Голосно прокажіть щось або проспівайте в кожну посудину. Послухайте, як поширюється звук. Зробіть висновок, у якому середовищі він поширюється найкраще.

2. Робота у групі. Виміряйте рівень шуму на уроці, після закінчення уроку в класі, коридорі школи, на вулиці. Використовуючи додаткові джерела інформації, установіть допустимий рівень шуму в денну пору доби. Зробіть висновок про рівень шуму у вашій школі.