Приложения к интегрированному уроку биологии и физики Звук, его источники, передача и восприятие

Приложение 1
Звуковые волны — упругие волны в среде, вызывающие у человека слуховые ощущения.
процесс возникновения звуковых волн.
Звуковые волны создаются источниками, имеющими размеры от нескольких миллиметров до десятков метров.
Проводят демонстрационный опыт с камертоном - показывает звучание камертона, с помощью шарика на нити убеждает учащихся, что ножки камертона колеблются.
Колебания источника звука (например, камертона, струны или голосовых связок) вызывают в воздухе волны сжатия и разрежения .
Демонстрация звуковой волны с помощью компьютера (диск “Открытая физика”).

Приложение 2
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. В музыкальных инструментах без резонаторов тоже нельзя обойтись. Ими служат деки. Без них, от одних струн, звуки были бы почти не слышны. Полость рта человека — тоже резонатор для голосовых связок.

Приложение 3
Источник звука человека.
Гортань - орган голосообразования. Воздух из носовой полости проходит через хоаны в верхние отделы глотки, а затем в гортань. Она представляет собой широкую трубку, суженную посередине и напоминающую песочные часы. Гортань состоит из хрящей. Спереди и с боков ее прикрывает щитовидный хрящ. У мужчин он несколько выступает вперед, образуя кадык.
В узкой части гортани находятся голосовые связки. Их две пары (верхние связки – ложные, нижние связки – истинные), но в голосообразовании участвует лишь одна, нижняя пара. Связки могут сближаться и натягиваться, то есть изменять форму щели, которая образуется между ними. Когда человек спокойно дышит, связки разведены. При глубоком дыхании они разводятся еще дальше, при пении и речи они смыкаются, остается лишь узкая щель, края которой вибрируют. Они-то и являются источником звуковых колебаний, от которых зависит высота голоса. У мужчин связки длиннее и толще, их звуковые колебания ниже по частоте, поэтому и мужской голос более низкий. У детей и женщин связки тоньше и короче, а потому их голос более высокий.
Звуки, образующиеся в гортани, усиливаются резонаторами - околоносовыми пазухами - полостями, находящимися в лицевых костях, заполненных воздухом. Под влиянием воздушной струи стенки этих полостей немного вибрируют, вследствие чего звук усиливается и приобретает дополнительные оттенки. Они определяют тембр голоса.
Звуки, издаваемые голосовыми связками, еще не речь. Членораздельные звуки речи формируются в ротовой и носовой полостях в зависимости от положения языка, губ, челюстей и распределения звуковых потоков. Работа перечисленных органов при произнесении членораздельных звуков называется артикуляцией.
Правильная артикуляция формируется особенно легко в возрасте от года до 5 лет, когда ребенок овладевает родным языком. При общении с маленькими детьми не надо шепелявить, копировать их неправильное произношение, так как это ведет к закреплению ошибок и нарушению речевого развития.
Звук произнесён. Источник звука- гортань, человеческий голос, связки. Камертон.
Приложение 4.
Вещество Скорость звука, м/сВоздух (при 20 °С) 343,1
Водород 1284
Вода 1483 (при 200с)
Железо 5850
Резина 1800
Морская вода 1530
Приложение 5
Доклад ученика. “Кто как слышит”.
Каждый из вас бывал в лесу, и вы слышали, что все вокруг заполнено звуками.
Без ушей в лесу не прожить. Уши помогают найти друзей, спастись от врагов, поймать добычу. Каждое животное слышит по-разному.
У кузнечика уши не на привычном для нас месте – не на голове, а на ногах слуховой орган кузнечика расположен на голени, чуть ниже “колена”. Две узенькие щелочки ведут во, внутреннюю довольно обширную полость, в которой расположен, так называемый, тимпанальный орган. Он построен по Титу нашей перепонки, колебания которой передаются к слуховым нервам.
Тимпанальные органы – это наиболее специализированные органы слуха насекомых. У многих бабочек, мотыльков, у цикад, саранчи и некоторых водяных клопов, они располагаются по обеим сторонам, сразу же за грудкой или на самой грудке.
В основании усиков насекомых, находятся особые джонстоновые органы. Контролирующие полет, регистрацию скорости и направление, но у комаров джонстоновы органы воспринимают и звук. Усик вибрирует в унисон со звуковыми колебаниями определенного тона. Джостонов орган возбуждает и передает в мозг соответствующие сигналы. И так у комаров, мух, пчел, усики построены так, что могут чувствовать звуки. Значит, эти насекомые слушают свои песни не ушами, а усами!
Ушей у рыб никто никогда не видел, но, тем не менее, рыбы очень чутко реагируют на звуки. Внутреннее ухо у рыб расположено в голове, оно тоненькими косточками соединено с плавательным пузырем. Через воду и тело рыбы звук доходит до этого пузыря. Он дрожит, и как барабанная перепонка, а косточки передают эту дрожь во внутреннее ухо. Так рыбы дышат плавательным пузырем.
Нет ушей и лягушек. Ухо лягушки – это круглые отверстия, так же затянуты барабанной перепонкой. От звука она дрожит, и эту дрожь чувствуют специальные слуховые нервы лягушки. При издавании звуков горло лягушки оттягивается, что способствует усилению звука. Кроме внутреннего, у Амфибий появляется еще и среднее ухо. Появляется и первая слуховая косточка – стремечко.
А вот змеи практически глухие. Среднее ухо у них упрощено, наружное ушное отверстие и барабанная перепонка отсутствуют. Зато они всем своим телом чувствуют сотрясение земли под ногами идущего человека – поэтому и кажется, что они его слышат.
Многие птицы очень хорошо слышат. Барабанная перепонка располагается у них не на поверхности головы, а на дне особого слухового прохода, наружное отверстие которого иногда бывает, окружено кожными складками - предшественниками наружного уха. Среднее ухо содержит единственную слуховую косточку - стремечко. У птиц, по сравнению с предшествующими группами, значительно лучше развита улитка. Тонкий слух и способность дифференцировать звуковые сигналы хорошо согласуется со способностью птиц издавать разнообразные звуки, несущие определенную информацию.
Приложение 6

Приложение 7
-2679703365500
Приложение 8
Звуки бывают разные. Мы легко различаем свист и дробь барабана, мужской голос (бас) от женского (сопрано).
Чем же отличаются звуки друг от друга?
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.

Приложение 9
Источник звука Сила звука.
децибел
Шумовое оружие 190
Смертельный уровень 180
Реактивный самолет 150
Сирена воздушной тревоги 130
Болевой порог 120
Громкая музыка 110
Мотоцикл 100
Спортивный автомобиль 90
Опасный уровень 80
Уличный шум 70
Нормальный разговор 60
Тихая улица 50
Тихая комната 40
Звук часов 30
Шепот 20
Шелест листьев на ветру 10
Порог слуха 0
В таблице приведены сведения, выражающие степень звукового давления различных шумовых эффектов (сила звуков указана в децибелах).
Работа с таблицей:
Рассмотрите таблицу, сопоставьте различные уровни шума и, проанализировав свой образ жизни, оцените степень воздействия шума на ваш организм.
Приложение 10
Сообщение медика
Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без которого невозможна человеческая жизнь. Для “громких звуков” допустимая граница примерно 80 децибел Звук в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущение, а в 150 - становится для него непереносимым. Звук в 180 децибел вызывает усталость металла, а при 190 заклепки вырываются из конструкций. Недаром в средние века существовала казнь “под колоколом”. Звон колокола медленно убивал человека.
Любой шум достаточной интенсивности и длительности может привести к различной степени снижения слуховой активности.
Помимо частоты и уровня громкости шума, на развитие тугоухости влияют возраст, слуховая чувствительность, продолжительность, характер действия шума, ряд других причин. Болезнь развивается постепенно, поэтому особенно важно заранее принять соответствующие меры защиты от шума. Под влиянием сильного шума, особенно высокочастотного, в органе слуха происходят необратимые изменения. При высоких уровнях шума понижение слуховой чувствительности наступает уже через 1-2 года работы, при средних уровнях она обнаруживается гораздо позднее, через 5-10 лет.
Последовательность, с которой происходит утрата слуха, сейчас хорошо изучена. Сначала интенсивный шум вызывает временную потерю слуха. В нормальных условиях через день или два слух восстанавливается. Но если воздействие шума продолжается месяцами или, как это имеет место в промышленности, годами, восстановление не происходит, и временный сдвиг порога слышимости превращается в постоянный.
Сообщение валеолога. Шумная музыка также притупляет слух. Группа специалистов обследовала молодежь, часто слушающую модную современную музыку. У 20 процентов юношей и девушек слух оказался притупленным в такой степени, как и 85-летних стариков.
Шум мешает нормальному отдыху и восстановлению сил, нарушает сон. Систематическое недосыпание и бессонница ведут к тяжелым нервным расстройствам. Поэтому защите сна - этого “бальзама души” - от всякого рода раздражителей должно уделяться большое внимание.
Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает устойчивость ясного видения и рефлекторной деятельности. Шум способствует увеличению числа всевозможных заболеваний еще и потому, что он угнетающе действует на психику, способствует значительному расходованию нервной энергии, вызывает душевное не довольствие и протест.
Исследования показали, что и неслышимые звуки также опасны. Ультразвук, занимающий заметное место в гамме производственных шумов, неблагоприятно воздействует на организм, хотя ухо его не воспринимает. Пассажиры самолета часто ощущают состояние недомогания и беспокойства, одной из причин которых является инфразвук. Инфразвуки вызывают у некоторых людей приступы морской болезни.
Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, если они носят длительный характер. Некоторые нервные болезни, свойственные жителям промышленных городов, вызываются именно инфразвуками, проникающими сквозь самые толстые стены.
Один из основных источников шума в городе - автомобильный транспорт, интенсивность движения которого постоянно растет. Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.
Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зеленых насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до 10 дБ.
Работник СЭС. За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12-14 дБ. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе приобретает все большую остроту.
Для защиты людей от вредного влияния городского шума необходима регламентация его интенсивности, спектрального состава, времени действия и других параметров. При гигиеническом нормировании в качестве допустимого устанавливают такой уровень шума, влияние которого в течение длительного времени не вызывает изменений во всем комплексе физиологических показателей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем организма.
В основу гигиенически допустимых уровней шума для населения положены фундаментальные физиологические исследования по определению действующих и пороговых уровней шума. В настоящее время шумы для условий городской застройки нормируют в соответствии с Санитарными нормами допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки (№ 3077-84) и Строительными нормами и правилами II 12-77 “Защита от шума”. Санитарные нормы обязательны для всех министерств, ведомств и организаций, проектирующих, строящих и эксплуатирующих жилье и общественные здания, разрабатывающих проекты планировки и застройки городов, микрорайонов, жилых домов, кварталов, коммуникаций и т.д., а также для организаций, проектирующих, изготавливающих и эксплуатирующих транспортные средства, технологическое и инженерное оборудование зданий и бытовые приборы. Эти организации обязаны предусматривать и осуществлять необходимые меры по снижению шума до уровней, установленных нормами.
Одним из направлений борьбы с шумом является разработка государственных стандартов на средства передвижения, инженерное оборудование, бытовые приборы, в основу которых положены гигиенические требования по обеспечению акустического комфорта.
ГОСТ 19358-85 “Внешний и внутренний шум автотранспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений” устанавливает шумовые характеристики, методы их измерения и допустимые уровни шума автомобилей (мотоциклов) всех образцов, принятых на государственные, межведомственные, ведомственные и периодические контрольные испытания. В качестве основной характеристики внешнего шума принят уровень звука, который не должен превышать для легковых автомобилей и автобусов 85-92 дБ, мотоциклов - 80-86 дБ
Приложение 11
Работа по таблице: “Экология и гигиена слуха”
Нарушение и ослабление слуха может быть вызвано
Внутренними изменениями Внешними изменениями
Нарушение передачи импульса в слуховую зону коры Сильные резкие звуки (взрыв) ведут к разрыву барабанной перепонки
Повреждение слухового нерва Постоянные громкие шумы вызывают потерю эластичности барабанной перепонки
Образование “серной пробки” в наружном слуховом проходе Образование “серной пробки” в наружном слуховом проходе
Нарушение передачи звуковых колебании к внутреннему уху Попадание в наружный слуховой проход насекомых (клещ, оса) может вызвать отек среднего уха и потерю сознания
Используя таблицу “Экология и гигиена слуха”, учащиеся составляют памятку для младших школьников
Приложение 12.

Приложение 13
1 вариант
1.Какой отдел уха осуществляет выравнивание давления воздуха между полостью уха и внешней средой?
а) внутреннее; б) наружное; с) среднее
2.Какая косточка прикрепляется к барабанной перепонке?
а) молоточек; б) наковаленка; с) стремечко
3. Какая громкость звука относится к опасному уровню восприятия звука?
а) 60 дБ ; б) 80 дБ; с)120 дБ
4.Что такое ушная сера?
а) скопление пыли; б) выделение ушных желёз; с) продукт жизнедеятельности микроорганизмов
5.Какая громкость звука относится к болевому порогу?
а) 120 дБ; б) 70 дБ; с) 180 дБ
2 вариант
1.Какие косточки прикрепляются к мембране овального окошка?
а) молоточек; б) наковаленка; с) стремечко
2. Какой орган уха осуществляет выравнивание давления воздуха между полостью уха и внешней средой?
а) евстахиева труба; б)наружный слуховой проход; с) барабанная перепонка
3. Какая громкость звука относится к нормальному уровню восприятия звука?
а) 70-80 дБ б)35-60 дБ; с) 100-120 дБ
4.Какая громкость звука относится к смертельному уровню?
а) 180 дБ; б) 120дБ; с) 100дБ
5. Что такое ушная пробка?
а) скопление пыли и микробов; б) ушная сера; с) оба ответа верны