ФІЗИКА 9 клас - Готові домашні завдання до підручника В. Г. Бар'яхтара - 2017 рік

РОЗДІЛ IIІ. МЕХАНІЧНІ ТА ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ХВИЛІ

§ 18. Звукові хвилі. Інфразвук і ультразвук

Контрольні запитання

1. Звук — це поздовжня механічна хвиля, яка являє собою згущення та розрідження середовища і має частоту від 20 до 20 000 Гц.

2. Джерелами звуку є мембрани навушників і струни музичних інструментів, дифузори гучномовців і крила комах, частини машин тощо. У трубі, флейті, свистку звук утворюється коливанням стовпа повітря всередині інструментів. Голосові апарати людини й тварин також є джерелами звуку.

До приймачів звуку належать органи слуху людини та тварин, — в них звук перетворюється на нервові імпульси. У техніці для приймання звуку застосовують спеціальні перетворювачі, в яких звукові коливання зазвичай перетворюються на електричні

3. Джерела звуку — це різноманітні тіла, що коливаються із частотою 20—20 000 Гц. А коливання з частотою від 20 до 20 000 Гц людина сприймає як звук.

4. Швидкість звуку залежить від середовища, в якому поширюється звукова хвиля; від температури середовища, в якому поширюється звук.

5. Висота тону визначається частотою звуку: чим більшою є частота, тим вищий тон звуку, і навпаки.

6. Гучність звуку визначається амплітудою звукової хвилі: чим більша амплітуда, тим гучніший звук. Гучність звуку також залежіть від його тону (частоти звукової хвилі).

7. Відлуння є наслідком явища відбивання звуку.

8. Звукові хвилі, частота яких менша від 20 Гц, називають інфразвуковими. Інфразвук є дуже небезпечним для тварин і людини: він може викликати симптоми морської хвороби, запаморочення, засліплення, спричинити підвищену агресивність. У разі тривалої дії інтенсивне інфразвукове випромінювання може призвести до зупинки серця. При цьому людина навіть не розуміє, що відбувається, адже вона не чує інфразвук.

9. Звукові хвилі, частота яких перевищує 20 кГц, називають ультразвуковими. Деякі живі істоти застосовують ультразвук для орієнтації або під час полювання. Ультразвук широко застосовують у медицині. Ультразвукове дослідження дозволяє «побачити» ще не народжене немовля, дослідити стан внутрішніх органів, виявити сторонні тіла в тканинах. Ультразвуком знезаражують хірургічні інструменти, ліки, руки хірурга тощо. Лікування деяких захворювань за допомогою ультразвуку дозволяє уникнути хірургічних операцій. Ультразвук застосовують і в техніці — для обробки міцних матеріалів, зварювання, виявляння дефектів у виробах, очищення поверхонь від забруднень.

10. Ехолокація — вимірювання глибини водойм за допомогою ультразвуку.

Вправа 16

1. Коливання з частотою від 20 до 20 000 Гц людина сприймає як звук. Тому хвилю, що поширюється з частотою 440 Гц, сприймаємо як звук.

2. Звук — коливання з частотою від 20 Гц, а частота помахів крил метелика менше цього числа.

3. Дано:

Розв'язання:

За формулою хвилі v = λ ∙ v, тому

У повітрі:

У воді:

У сталі:

Відповідь: λп = 0,085 м; : λв = 0,375 м; : λс = 1,25 м.

4. Музика і голоси співаків в порожній залі менше поглинаються і більше відбиваються від поверхонь.

5. Дано:

Розв’язання:

Сигнал, відбитий від морського дна, зафіксували через час t, тому час проходження сигналу до морського дна

Тоді враховуючи, що швидкість звуку у воді v = 1500 м/c, маємо:

Відповідь: h = 3 км.

6. Дано:

Розв’язання:

За формулою хвилі v = λ ∙ v, тоді Враховуючи, що N = v ∙ t, а швидкість звуку в повітрі 340 м/c, маємо:

Відповідь: N = 1700.

7. Дано:

Розв’язання:

Час поширення звукової хвилі у повітрі: l = v ∙ t, тоді

Час поширення звукової хвилі у чавуні

Тоді

Відповідь: Δt = 2,61 c.

10. Дано:

Розв’язання:

Час, за який спалах світла досягне дзеркала,

Тоді час, за який спалах світла досягне дзеркала і повернеться назад:

Відповідь: t = 72 мкс.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

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

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

Обладнання: комп’ютер (або мобільний телефон) із програмним забезпеченням для запису звуку та обробки отриманого файла (наприклад, аудіоредактор WavePad), мікрофон, камертон, генератор звукових частот (або програма «Камертон»).

Виконання роботи:

1. Увімкнути комп’ютер, приєднати до нього мікрофон. Запустити на виконання програму «Звукозапис» (із набору стандартних програм ОС Windows).

2. Увімкнути генератор звукової частоти, налаштувати вихідний сигнал на частоту 400 Гц.

3. Увімкнути запис сигналу. Вимкнути запис через 4—6 с.

4. Збільшити гучність сигналу генератора, не змінюючи частоти, і повторити дії, описані в п. 3.

5. Налаштувати вихідний сигнал на частоту 880 Гц і повторити дії, описані в п. 3.

6. Вдарити по камертону гумовим молоточком і повторити дії, описані в п. 3.

7. Проспівати в мікрофон декілька нот, для кожної ноти повторюючи дії, описані в п. 3.

8. Для кожного досліду визначити частоту звукової хвилі.

9. Результати вимірювань та обчислень занести до таблиці:

№ досліду

Назва досліду

Час коливань t, мс

Кількість коливань N

Частота хвилі v, Гц

1

Генератор звукової частоти, 400 Гц

10

4

400

2

Генератор звукової частоти, 400 Гц (більша гучність сигналу)

10

4

400

3

Генератор звукової частоти, 880 Гц

10

8,8

880

4

Камертон

10

4,4

440

5

Нота До

10

2,6

260

6

Нота Сі

10

4,9

490

Висновок: з’ясували зв’язок між характеристиками звукової хвилі (амплітуда, частота) та гучністю й висотою тону звуку. Отримані результати співпадають із заданими частотами генератора, частотою камертона, табличними значеннями частот, що відповідають певним нотам.

Завдання «із зірочкою»: За формулою оцінити відносну похибку одного з експериментів.

Нота Сі:





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити