Открытое интегрированное занятие "Характеристики звуковых волн с помощью информационных технологий"

Тема открытого интегрированного урока:

«Характеристики звуковых волн с помощью информационных

технологий»

учитель информатики Ащеулова Д.В.,

учитель физики Нечаева Л.А.

Краткая аннотация

Этот интегрированный урок Информатика + Физика позволяет объединить два различных

урока в один общий урок. Лучше всего проводить этот урок в качестве обобщающего урока по

некоторым разделам физики и информатики. Он позволяет выявить знания, умения и навыки,

способности учащихся применять имеющиеся, накопленные знания на практике. Этот урок

позволит осуществить межпредметную связь между физикой и информатикой.

Цели:

Образовательная:

• Изучить характеристики звука

• Установить межпредметные связи.

• Продолжить формирование умений преобразования графиков тригонометрических функций

с помощью табличного процессора Excel;

Развивающая:

• Развитие коммуникативных способностей учащихся.

• Развитие познавательной деятельности учащихся.

• формирование у учащихся логического и алгоритмического мышления;

• развитие познавательного интереса к предмету;

• развитие умения оперировать ранее полученными знаниями;

Воспитательная:

• воспитание умения самостоятельно мыслить, ответственности за выполняемую работу,

аккуратности при выполнении работы, умения слушать других

Оборудование:

• Мультимедийный проектор для показа презентации

• Microsoft Excel

• Программа «АСТ_ТЕСТ».

• Тест «Звуки»

• Компьютеры, нэтбуки.

• Файл «Рефлексия»

• Маркерная доска

Тип урока:

• комбинированный

Формы обучение:

• Коллективная,

• Индивидуальная

Метод обучения:

• Объяснительно – иллюстративный, практический

Ход урока

1. Организационный момент

Подготовка к уроку, проверка присутствующих на уроке.

2. Постановка целей и задач

Здравствуйте дорогие гости, мы ради приветствовать вас на нашем открытом уроке!

Девиз уроков физики в 3-ей четверти:

Сегодня мы изучим новый материал по теме: «Характеристики звуковых волн с помощью

информационных технологий», проведем опыты, поработаем за ПК, решим тест по пройденному

материалу, отличившиеся учащиеся получат оценки.

Прежде чем приступить к уроку, Вы попробуете показать все настроение с помощью

смайликов, для этого откроете файл Рефлексия.doc, который находится на Рабочем столе экрана

монитора. Скопируйте понравившейся смайлик в место документа, где написано «Рефлексия на

начало урока». Сохраните изменения. Тоже самое Мы с вами сделаем в конце урока, и Вы сравните

результаты. Изменилось ли Ваше настроение за урок или нет.

3. Повторение пройденного материала

За каждый правильный ответ вы получите жетоны: красные (5), зелёные(4), коричневые(3).

Вопрос 1. Что такое амплитуда, фаза, частота, период (определения)

Вопрос 2. Виды колебаний (свободные затухающие и вынужденные гармонические)

Вопрос 3. Уравнение гармонического колебания (х=хоcoswt и х=хоsinwt)( косинусоиды и

синусоиды)

Вопрос 4. Как называется величина, стоящая перед знаком sin или cos? (амплитуда хо)

Вопрос 5. Как называется величина, стоящая после знака sin или cos? (фаза wt)

Теперь мы поработаем за ПК:

Сегодня мы повторим применение табличного процессора Excel для графиков функций. Графики

функций, так же как и диаграммы строятся с помощью Мастера диаграмм программы Excel.

Программа будет строить график по точкам: точки с известными значениями будут плавно

соединяться линией. Эти точки нужно указать программе, поэтому, сначала создается таблица

значений функции у = f(х).

Чтобы создать таблицу, нужно определить

• отрезок оси ОХ, на котором будет строиться график.

• шаг переменной х, т.е. через какой промежуток будут вычисляться значения функции.

Для закрепления рассмотрим задачи на построение графика функций. Эти задачи попробуйте

решить самостоятельно, сверяясь с экраном проектора.

Задача. Построить график функции у = 0,05sin200



t, где



= 3,14, t=[0;50]

Продолжаем опрос:

Вопрос 6. Скажите, пожалуйста, к какому понятию ведут колебания? ( волны)

Вопрос 7. Какие виды волн вы знаете? (поперечные и продольные) дать им определение.

Вопрос 8. Морская волна, это какая волна? (поперечная)

Вопрос 8. Звуковая волна, это какая волна? (продольная)

3. Изучение нового материала:

Далее учащиеся покажут опыты, связанные со звуком: высокий тон, средний тон, низкий тон,

темб, обертон, полутон, громкость (опыты, проводимые на инструментах (инструменты

можно брать любые)).

Громкость- величина, характеризующая слуховое ощущение для данного звука.

Обертон - призвуки, входящие в спектр музыкального звука( колебаний)

Полутон - наименьший музыкальный интервал звукоряда( между двумя звуками)

А сейчас мальчики прочитают нам стих, связанный со звуком:

Я тембр, красив не правда ль я?

Окрашиванию пенье соловья

И Колю Баскова прославил я народу

Филипп Киркоров не стал звездой бы сразу

А учителей вниманьем привлекал

Я тембр, я окраска звука.

А сейчас девочки прочитают нам рассказы, связанные со звуком:

Значение звука в живой природе

До сих пор, оценивая биологические действия механических колебаний, мы специально не

выделяли диапазон слышимого звука, полагая, что физическая природа вибрации и звука одна и та

же. Однако в механизме биологического действия между ними имеются существенные различия.

Роль звука в жизни животных и человека является предметом многочисленных и интенсивных

исследований. В сводках дано современное представление о механизме генерации и восприятия

звуковых сигналов, их значения в жизни животных. Ученые начинают расшифровывать язык

звуков, его смысловое значение.

Однако некоторые принципиальные аспекты проблемы оставались как бы вне поля зрения

ученых. Речь идет прежде всего о прямом действии слышимого звука. Из того факта, что

применительно к звуку, свету и температуре природа создала высокочувствительные приборы-

приемники этих видов энергии, не следует, что другие клетки организма индифферентны к их

действию. Также нет оснований считать, что клетки остаются индифферентными к тем видам

энергии, для восприятия которых нет рецепторов. Однако их действие является предметом

интенсивных исследований. Особенно всесторонним исследованиям подвергается

радиобиологическое действие на живые системы всех уровней организации. В последние два-три

десятилетия интенсивно изучается биологическое действие электромагнитных полей и ультразвука.

Что касается биологического действия слышимого звука, то при этом в первую очередь обращалось

внимание на звук как на дистантный раздражитель, служащий средством коммуникации.

Другой аспект проблемы — прямое действие звука на рецепторные клетки, как и на любые

другие клетки, — оставался вне поля зрения исследователей. Кажется странным, что с древнейших

времен до середины XX в. пытливый ум человека не обратил внимания на элементарно простой

вопрос: как действует звук на живую клетку? Лишь в конце 40-х—начале 50-х гг. появилась серия

работ, результаты которых прямо отвечают на этот вопрос. Наука раскрыла новый мир интимных

отношений живой материи с окружающей средой.

Честь этого открытия принадлежит Д. Н. Насонову — создателю школы советских

цитологов. Как и всякое открытие, после его объяснения, становится явлением вроде бы само собой

разумеющимся. При этом забывается сложность первоначального подхода к проблеме. В самом

деле, кому бы могла прийти странная мысль выяснить, не «слышит» ли изолированная мышца

лягушки или — и того более — не «слышит» ли белок, экстрагированный из этой мышцы? Причем

слышит не вообще звук, как физический фактор, а именно звук диапазона частот, слышимых

человеческим ухом. Казалось бы, нелепость этого вопроса вполне очевидна. Однако если подойти к

нему с точки зрения эволюции рецептора звука, то эта мысль приобретает глубокий смысл.

И действительно, чтобы в процессе эволюции возникли высокочувствительные рецепторы

звука, надо, чтобы клетки всех первичных организмов обладали чувствительностью к звуковым

колебаниям, иначе будет непонятна причина появления механорецепторов в эволюции. Более того,

надо, чтобы чувствительность первичных клеток соответствовала тем звуковым частотам, которые

являются характерными именно для человеческого уха. Но такое проникновение в глубь эволюции

свойственно лишь ученому-естествоиспытателю, способному предвидеть и предсказать явления,

которые с первого взгляда кажутся маловероятными. Именно таким ученым и был Д. Н. Насонов.

Биологическое действие и биологическое значение слышимого звука вовсе не

ограничиваются сигнальной ролью, а влияние его распространяется и на нерецепторные клетки,

оказывая свое действие в процессе метаболизма.

И еще одно биологически важное свойство звука хотелось бы здесь подчеркнуть —

механические колебания несут в себе ритмическую природу. В биологических системах

ритмический процесс является фундаментальным их свойством. «Природа не терпит пустоты, но

очень любит ритмы». Откуда эта любовь к ритмам? Хочется связать ее с организацией

биологических структур.

Что значит чувство ритма? С физической точки зрения, любая конструкция обладает своей

собственной частотой колебаний. В силу этого данная конструкция и обладает повышенной

чувствительностью именно к этой частоте. Техническую конструкцию создает человек.

Конструкции биологических структур создает природа с учетом постоянно действующих на них

ритмов механических колебаний. Эти ритмы участвуют в конструировании тех или иных

биологических структур и отзываются на подаваемые извне ритмические колебания;

функциональное чувство ритма проявляется в изменении метаболической активности.

Чувствительность к механическим колебаниям, вообще чувство ритма имеют огромное

биологическое значение для организма в целом, в его взаимоотношениях с окружающим миром.

Нельзя не видеть, что в природе организма существует какой-то механизм компенсации

утраченных функций: отсутствие, например, зрительной функции компенсируется функцией

механорецепторов.

Мы уже говорили об оптимуме частот для нервных и мышечных элементов, действие

которых, как надо полагать, биологически целесообразно. Отмечали также, что все биологические

процессы в организме протекают в определенном ритме. Ритм — это один из фундаментальных

принципов биологических процессов. Нет ничего удивительного в том, что ритмы, задаваемые

извне, могут включаться в соответствующие ритмы в биологических процессах. Не случайно, что

язык ритмов понятен многим животным и, конечно же, людям всех народов, племен и цивилизаций,

понятен потому, что в его основе лежат ритмы биологических процессов. Не случайно также, что

все дикие племена имели свои гимны как боевой клич, выражаемый через ритмы звуков; с

древнейших времен народные ритуалы также сопровождались ритмами звуков. О ритмах музыки

мы можем сказать лишь общеизвестные истины, что они приобрели могучую власть над душевным

миром человека, способны вызвать чувство любви, гнева, грусти и радости, отвагу и мужество.

Биологическая потребность в звуковых раздражителях

До сих пор мы приводили доказательства биологической значимости действия звука на

живые объекты — что это действие сопровождается интенсификацией или, напротив, торможением

метаболических процессов. Приведем теперь пример биологических последствий отсутствия

действия звука. В 30-х гг. И. П. Павлов, исследуя высшую нервную деятельность методом

условных рефлексов, предпринял попытку выяснить роль внешних факторов, в частности звука, на

высшую нервную деятельность. Эти исследования проводились в так называемой «башне

молчания», куда не проникали никакие внешние звуки.

Впервые в истории науки Павлову удалось наблюдать удивительное явление: не наличие, а

отсутствие звуковых раздражений нарушает нервную деятельность, ее активность затухает,

преобладает тормозная реакция. Вывод Павлова заключается в том, что окружающие условия, в том

числе и звук, являются необходимым элементом жизненного стереотипа. Для человека этот

привычный стереотип оказывается особенно важным, так как он по существу составляет

эволюционно сложившуюся сферу его психической деятельности.

Насколько нам известно, специальных исследований роли слышимого звука в психической

жизни нет. Есть лишь частные наблюдения. Так, люди пожилого возраста просыпаются от того, что

перестают тикать часы, если, конечно, они были многолетним спутником их жизни. Часто человек

как-то вдруг остро ощущает тишину. Отсутствие постоянно действующих звуков становится

раздражителем. Не лишено глубокого смысла и обратное явление — психический настрой на

возможность звука. Никто не может сравниться по чуткости с матерью к плачу своего ребенка. У

матери формируется некий сторожевой пункт, способный улавливать малейшие звуковые

колебания, исходящие от ее ребенка. Во всех этих случаях речь идет о биологической роли звука,

связанной с психической жизнью человека.

В связи с этим нельзя пройти мимо одного из позорнейших для человека явлений не столь

уже отдаленного прошлого. Речь идет о сатанинской идее — наказывать человека, заключая его в

каменный мешок. Какой же «могучий интеллект» мог додуматься до столь страшного наказания?

Поистине, разум одинаково велик в сотворении и добра, и зла. Фауст и Мефистофель равны в своих

победах. Костров инквизиции оказалось недостаточно для устрашения могучего и мятежного духа

истинного Человека. Потребовались еще каменные мешки. В летописи прошлого сохранилось

множество примеров, как и чем заканчивалась жизнь узника каменного мешка. У человека изъят

один из положительных раздражителей — звуковой фон, который был постоянным его спутником,

постоянно действующим компонентом в формировании психического мира. Лишение этого

компонента исключает нормальное существование человека.

Мы довольно подробно остановились на вопросе о чувствительности живой материи к

механическим колебаниям среды — звуку и вибрациям. Основной материал касается реакции

клеток, тканей и целых организмов животных различных уровней организации к вибрациям и звуку

слышимой области частотного спектра. Так, для человеческого уха диапазон воспринимаемых

звуковых частот составляет от 10—16 до 20 ООО Гц. Звук выше и ниже этих частот человек не

воспринимает. Удивительным является тот факт, что во всем огромном мире животных нашей

планеты дипазон частот, воспринимаемых особями, не выходит далеко за пределы частот

слышимого человеком звука, находясь в пределах 1 —100 кГц.

Отсутствие рецепторов, например к ультра- или инфразвуку, не означает, что механические

колебания этих частот не действуют на живые объекты, что клетки тканей организма к их действию

индифферентны. А из того факта, что орган слуха воспринимает звуковые частоты, например у

человека максимум 2500—3000 Гц, также не следует, что нерецепторные клетки к этому звуку

индифферентны.

В связи с этим мы считаем целесообразным различать первичное и вторичное биологическое

действие механических колебаний. Первичное действие, или, лучше сказать, взаимодействие звука

с живым объектом, не связано с органами слуха. Первородные биологические функции звука и

вибрации проявляются в формировании биологических структур, в их метаболизме, в

формировании высокочувствительных механорецепторов. Следовательно, под влиянием

механических колебаний формировались биологические структуры, их прочность к механическим

воздействиям, осуществляется метаболизм этих начальных комочков жизни. Эта первичная роль

механических колебаний лежит в основе зарождения жизни. Биологическая необходимость

механических колебаний вызвала к жизни огромную сеть механорецепторов, по своему

разнообразию и распространению несравнимую ни с какими другими рецепторами. Человек не

всегда осознает тот факт, что звук, помимо органов слуха, действует, например, на его внутренние

органы, на все клетки и ткани организма. Глубокий смысл афоризма «Глухонемых в большей

степени надо защищать от шума, чем человека с нормальным слухом» — мало известен людям.

О биологической роли вибрации, о ее биологической значимости в индивидуальной жизни

животного свидетельствует пока еще не получивший объяснения факт, что чувствительность белка

мышц к вибрации спонтанно меняется в различные сезоны года. Почему? Какой в этом

биологический смысл? Еще в конце 60-х гг. было показано, что ферментативная активность

актомиозина мышей, крыс спонтанно меняется в различные сезоны года. Максимальная активность

наблюдается в зимний период, точнее: ноябрь, декабрь, январь. Наиболее низкая активность

наблюдается: февраль, март, апрель. Исключением из всего годового периода оказался май месяц.

Ферментативная активность в мае примерно в 2 раза выше, чем в другие периоды года.

Наблюдаемые явления связываются с биологическими ритмами животного, а также с ритмами

космической природы. Дальнейшие исследования показали, что именно в весенне-летний период —

май, июнь, июль — актомиозин оказался наиболее чувствительным к вибрации, в особенности с

частотой 200 Гц. Ферментативная активность белка высокая, а его резистентность к различным

факторам, в том числе к вибрации, резко падает, чувствительность значительно повышена. Пока

остается неясной интимная связь сезонных ритмов организма с чувствительностью к механическим

колебаниям. Но эта связь очевидна. Биоритмы — изначальная форма существования жизни.

Вероятно, чувствительность живого объекта к механическим колебаниям является одним из

компонентов, составляющих биоритм.

Вторичное действие звука связано с его восприятием органами слуха. Биологическое

значение этого действия определяется интересами сообщества. Следует заметить, что в школе И. П.

Павлова считают целесообразным и это вторичное действие разделять на два временных этапа —

первичный и вторичный. На этом уровне эволюционного развития животных под влиянием звука

возник и новый уровень общения между особями; животные научились с помощью звука выражать

состояние своего внутреннего мира, появилась возможность языка звуков и языка эмоций. Для

человека звуки речи, музыки приобрели могучую власть над его духовным миром. Кроме чисто

биологической звуки несут социальную службу. Всем понятен колокольный звон «в дни торжества

и бед народных», набат несет тревогу людям, «вечерний звон» зовет к душевному покою и отдыху.

Звуки, адресованные внутреннему миру человека, пробуждают в нем чувство любви к прекрасному,

добрые чувства к людям, уводят от суеты мирской в мир грез. В таких звуках, как шум дубрав и

шелест листвы, в звоне капели, журчанье ручьев, гомоне птиц слышится что-то родное, близкое.

Профессия Врач

Врач – отоларинголог.

Отоларинголог – это врач, занимающийся лечением и профилактикой заболеваний уха, глотки,

гортани, и носа. Отоларинголог – специальность, которая включает в себя навыки, как терапевта,

так и хирурга. В ряде случаев отоларинголог проводит хирургические операции.

Чем занимается отоларинголог.

В сферу действия отоларинголога входит лечение заболеваний полости носа. Наиболее

распространенные из них – это вазомоторный и аллергический ринит, синусит, гайморит, фронтит и

др.

К болезням гортани и глотки относятся острый и хронический ларингит, фарингит, ангина и др.

Отоларинголог также занимается лечением болезней уха, таких как отит, евстахиит, тимпанит и

различные травматические повреждения. Отоларинголог проводит хирургические операции на всех

вышеперечисленных органах. Назовем наиболее распространенные из них. Операции полости носа

– это пункция гайморовой пазухи с последующим ее промыванием, полипоэктомия – удаление

полипов, вскрытие абсцессов, гематом, исправление носовой перегородки и др. Операции на глотке

и гортани, производимые отоларингологом – это аденотомия (в том числе и эндоскопическая),

тонзиллоэктомия и др.Отоларинголог проводит хирургические операции уха – тимпанотомия,

полипотомия, слухоулучшающие операции на среднем ухе и др.щение ЛОР (от слова

«ларингооторинолог»).

Зеркало носовое с длиной губок 22 мм Длина - 122 мм Описание рабочей части: длина губок

22 мм Область применения: для расширения носовых отверстий при осмотрах и манипуляциях в

полости. Длина - 38 мм Описание рабочей части: диаметр - 4 мм . Область применения: для

выпрямления наружного слухового прохода при осмотре и оперативных вмешательствах

Воронка ушная-это приспособление для осмотра глубоких частей наружного слухового прохода и

барабанной перепонки, представляющее собой металлическую или пластмассовую воронку.

Ультразвук, инфразвук и человек

В последнее время все более широкое распространение в производстве находят технологические

процессы, основанные на использовании энергии ультразвука. Ультразвук нашел также применение

в медицине. В связи с ростом единичных мощностей и скоростей различных агрегатов и машин

растут уровни шума, в том числе и в ультразвуковой области частот.

Ультразвуком называют механические колебания упругой среды с частотой, превышающей

верхний предел слышимости -20 кГц. Единицей измерения уровня звукового давления является дБ.

Единицей измерения интенсивности ультразвука является ватт на квадратный сантиметр (Вт/см2).

Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается

при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми деталями или

средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые

ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное

влияние на организм человека. Длительное систематическое воздействие ультразвука,

распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и

эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является

наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома.

Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия

ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом

присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком

указанные расстройства приобретают более стойкий характер.

При действии локального ультразвука возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже

ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-

сосудистой дисфункции.

Характер изменений, возникающих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы

воздействия.

Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий эффект - микромассаж, ускорение

обменных процессов. Большие дозы - уровень звука 120 и более дБ - дают поражающий эффект.

Основу профилактики неблагоприятного воздействия ультразвука на лиц, обслуживающих

ультразвуковые установки, составляет гигиеническое нормирование.

Сонар дельфина.

То, что у дельфина необычайно развитый слух, известно уже десятки лет. Объемы тех отделов

мозга, которые заведуют слуховыми функциями, у него в десятки(!) раз больше, чем у человека

(при том, что общий объем мозга примерно одинаков). Дельфин способен воспринимать частоты

звуковых колебаний, в 10 раз более высокие (до 150 кГц), чем человек (до 15-18 кГц), и слышит

звуки, мощность которых в 10-30 раз ниже, чем у звуков, доступных слуху человека, каким бы

хорошим ни было зрение дельфина, его возможности ограничены из-за невысокой прозрачности

воды. Поэтому основные сведения об окружающей обстановке дельфин получает с помощью слуха.

При этом он использует активную локацию: слушает эхо, возникающее при отражении издаваемых

им звуков от окружающих предметов. Эхо дает ему точные сведения не только о положении

предметов, но и об их величине, форме, материале. Иными словами, слух позволяет дельфину

воспринимать окружающий мир не хуже или даже лучше, чем зрение.

Слух человека позволяет различать интервалы времени примерно от одной сотой секунды (10 мс).

Дельфины же различают интервалы в десятитысячные доли секунды (0.1-0.3 мс). То же

наблюдается и при действии других пробных звуков. Два коротких звуковых импульса отличаются

от одного, когда интервал между ними составляет всего 0.2-0.3 мс (у человека - несколько мс).

Пульсации громкости звука вызывают ответы, когда их частота приближается к 2 кГц (у человека -

50-70 Гц).

Сонары летучих мышей.

Природа наградила летучих мышей способностью издавать звуки с частотой колебаний выше 20000

герц, то есть ультразвуки, недоступные уху человека. Локатор летучих мышей высокоточен,

надежен и ультраминиатюрен. Он всегда находится в рабочем состоянии и во много раз

эффективнее всех локационных систем, созданных человеком. С помощью такого ультразвукового

"видения" летучие мыши обнаруживают в темноте натянутую проволоку диаметром 0,12-0,05 мм,

улавливают эхо, которое в 2000 раз слабее посылаемого сигнала, на фоне множества звуковых

помех могут выделять полезный звук, то есть только тот диапазон, который им нужен.

Летучие мыши издают звуки высотой в 50 000-60 000 Гц и воспринимают их. Этим объясняется их

способность избегать столкновения с предметами даже при выключенном зрении (принцип радара).

В пределах своего диапазона нормальное человеческое ухо воспринимает все тоны беспрерывно,

без пропусков.

У летучих мышей ультразвуки обычно возникают в гортани, которая по устройству напоминает

обычный свисток. Выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через него и с такой силой

вырывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление проносящегося через гортань воздуха

вдвое больше, чем в паровом котле! Более того, издаваемые звуки очень громкие: если бы мы их

улавливали, то воспринимали бы, как рев двигателя реактивного истребителя с близкого

расстояния. Не глохнут же летучие мыши потому, что у них есть мышцы, закрывающие уши в

момент испускания разведывательных ультразвуков. Безопасность ушей гарантируется

совершенством их конструкции: при максимальной частоте следования зондирующих импульсов -

250 в секунду - заслонка в ухе летучей мыши успевает открываться и закрываться 500 раз в

секунду.

Поскольку скорость звука значительно превышает скорость движения даже быстрокрылых птиц,

эхолокацией можно пользоваться и во время полета. Самым совершенным локатором обладают

летучие мыши, развивающие во время охоты большую скорость и постоянно выполняющие в

воздухе фигуры высшего пилотажа. О качестве "локаторного" слуха свидетельствуют результаты

охоты: самые маленькие хищники уже за 15 минут охоты на комаров, мошек и москитов

увеличивают свой вес на 10 процентов. "Навигационный прибор" настолько точен, что в состоянии

запеленговать микроскопически малый предмет диаметром всего 0,1 миллиметра. Дональд

Гриффин, исследователь эхолокаторов летучих мышей (давший, кстати, им это название), считает,

что если бы не эхолот, даже всю ночь, летая с открытым ртом, летучая мышь поймала бы по закону

случая одного-единственного комара.

Другие природные сонары.

Сонары имеются также и у ряда других видов животных. Они есть у кашалотов, которые

используют их для поиска скоплений глубоководных кальмаров. Сонар кашалота своеобразная

дальнобойная пушка", имеющая длину до 5 м и занимающая почти треть тела животного.

Эхолокация обнаружена у обитающих в Америке птиц гуахаро. Их сонары менее совершенны, чем

у летучих мышей и дельфинов. Они работают на относительно низких частотах, а именно в

интервале от 1500 до 2500 Гц. Поэтому гуахаро не замечают в темноте объектов, имеющих

небольшие размеры. В пещерах гуахаро очень шумно. Птицы издают зловещие пронзительные

крики, напоминающие плач и стоны, трудно переносимые для непривычного уха.

Интересное

Наше ухо слышит звуки различной частоты - от 16 герц (нижняя граница слуха) до 20 тысяч

(верхняя граница). Инфразвуки и ультразвуки человек не слышит. Однако, человек к ультразвукам

достаточно восприимчив. Частота в 6 герц может вызвать у нас ощущение усталости, тоски,

морскую болезнь. Инфразвук в 7 герц особо чувствителен: смерть наступает от внезапной

остановки сердца. Попадая в естественный резонанс какого-нибудь органа, инфразвуки могут

разрушить его. Скажем, частота в 5 герц повреждает печень. Другие низкие частоты способны

вызвать приступы безумия. Определенные низкочастотные звуки, действуя на слуховые

анализаторы мозга, даже могут "убеждать" человека бросить курить, спокойно спать, соблюдать

диету, быстро читать, усваивать иностранные языки, преодолевать стрессы и испытывать нежные

чувства.

А вот в ультразвуковых диапазонах человек не ориентируется. Хотя собакам доступны частоты до

60 тысяч герц, а кошкам - и того больше. Но в нашем голосе есть звуки частотой до 130-140 тысяч

герц. Зачем? Скорее всего, ультразвук, как и инфразвук, придает голосу эмоциональную окраску.

Иными словами, если мы не слышим многие звуки, которыми обмениваются животные, из этого

еще не следует, что они не действуют на нас и через них мы не связаны с природой. Они проникают

в наше сознание и вызывают необъяснимые пока эмоции.

Рождение ухоиглоукалывания связано с именем Сун Сы Мяо и датируется VII веком нашей эры. В

трактатах китайской народной медицины утверждается, что в ушной раковине находится

"скопление главных линий", при помощи которых наружное ухо связано с другими органами и

представляет собой как бы портрет всего организма, где он постоянно демонстрирует в

развернутом виде свое сиюминутное состояние. Плотность активных точек на ухе в сто раз выше,

чем на теле, и ошибка в миллиметр может лишить врача успеха.

В 1956 году врач П. Ножье опубликовал топографическую карту точек и зон в области ушной

раковины, являющихся проекцией определенных частей тела и внутренних органов. Картина эта, по

его выражению, напоминает поставленного на голову человеческого эмбриона. С помощью

ухоиглоукалывания сегодня успешно лечат курильщиков со стажем. Правда, невозможно лечить

начинающих курильщиков.

При элементарном ожирении, например, вводят две стальные иглы-скрепки в аурикулярные

(ушные) точки "рот-желудок". В итоге снижается аппетит за счет ускоренного вывода воды из

организма. Человек ест немного и быстро насыщается, теряет в весе в среднем 4-6 килограммов за

месячный курс, а иногда и больше. После лечения его не тянет к мучным изделиям, сладостям.

Ушную раковину можно не только колоть, но и массировать, используя стержень с тупым

отполированным концом или палец. Массаж, по данным профессора Е. С. Вельховера, проводится

по болевым точкам регулярным, мягким надавливанием и в медленном темпе - по 3 минуты на

каждое ухо. Направление массажа должно быть определенное: снизу по двум так называемым

большим каналам энерговращения. Внутренний энергетический канал (инь) идет от козелка в

углубление ушной раковины латерально (сбоку) и вверх до ножки завитка. Наружный

энергетический канал (ян) берет начало в верхнелатеральной части мочки уха, в углублении

борозды, по которой поднимается вверх, и заканчивается у корня завитка. Во время массажа

человек ощущает сперва локальную боль в ухе, затем ее спад и чувство общего расслабления,

напоминающее состояние после принятой ванны. Этот массаж эффективен при лечении страхов,

хронического запора, экземы, аритмии сердца.

По ушной раковине можно диагностировать болезни. Они "выражают себя" различными

изменениями на ее поверхности. Например, у большинства больных с инфарктом миокарда за

несколько часов или дней до коронарной катастрофы (спазм сосудов, питающих мышцу сердца)

появляется щекотание, зудящая боль и повышенная чувствительность в центральной части

углубления левой раковины. При острых воспалениях в соответствующих кожных проекционных

зонах возникают участки покраснения, выпота, реже изъязвления. Во время хронических

заболеваний обнаруживаются тусклые точки бледно-желтого и серого цвета, участки помятости,

небольшие возвышения и углубления.

У больных язвенной болезнью проекционная зона желудка на ухе приобретает очертания бугорка.

Через некоторое время после резекции желудка он превращается в серповидный шрам из белых и

красных полосок.

Начиная с 24-й недели утробной жизни, ребенок постоянно реагирует на шумы. Но ритмичное

биение сердца матери доминирует над всеми звуками. Не случайно на него ориентируются

композиторы. Походные марши пишутся обычно в ритме сердцебиения. Такая музыка облегчает

долгий путь, снижает усталость. А вот темп парадных маршей доводят до 72 шагов в минуту, что

чаще нормального ритма сердца. Поэтому они поднимают настроение, бодрят, заряжают энергией.

Берегите слух с детства

Нет нужды доказывать, как важен нормальный слух для полноценного развития ребенка. Хотя бы

это: слух необходим для освоения речи. И обучение в современной школе в значительной степени

построено на слуховой информации, и те виды искусств, которые прочно вошли в нашу жизнь

(кино, радио, телевидение, музыка), "доходят" до человека через ухо.

Человеку вообще необходимо "слышать" жизнь: острое снижение слуха при двусторонних серных

пробках или преднамеренное исключение звуков, созданное, например, в специальной сурдокамере,

оказывает очень тягостное влияние на людей. Нормальный слух делает нашу жизнь богатой,

разнообразной и полноценной. Снижение же слуха еще и исключает выбор многих профессий.

Возможности нашего слуха воспринимать и различать звуки удивляют специалистов и

конструкторов акустической аппаратуры. С физической точки зрения звук- это упругие колебания,

распространяющиеся в газе жидкости и твердом теле. Напомним; звук характеризуется громкостью

(интенсивностью), которая определяется звуковым давлением и измеряется в децибелах

(сокращенно дБ) и высотой, зависящей от частоты колебаний и измеряющейся в герцах

(сокращенно Гц, 1 Гц - 1 колебание в 1 секунду). Человеческое ухо воспринимает звуки с частотой

от 16 до 20 тысяч Гц (это составляет свыше 10 октав: вспомним всем знакомое фортепьяно - у него

семь с половиной октав), а по интенсивности до 140 дБ. Самый слабый звук, который мы способны

слышать, называется порогом слышимости и имеет звуковое давление в 5 миллиардов раз меньше

атмосферного. Это очень высокая слуховая чувствительность. С другой стороны, самые громкие

звуки интенсивнее порога слышимости в 100 триллионов раз!

В природе существуют звуки с частотой менее 16 Гц (инфразвуки) и более 20 Гц (ультразвуки).

Человеческий голос - главное, на что ориентировано ухо,- имеет частоты в диапазоне 500-3000 Гц,

и, следовательно, наш слух обеспечивает восприятие речи с большим запасом.

Звуковоспринимающая часть внутреннего уха (расположенная в глубине височной кости, в так

называемой улитке) была открыта в 1851 году итальянским ученым А. Корти, потому и называют

ее кортиевым органом. По пути в кортиев орган звук усиливается на несколько дБ в наружном ухе,

затем передается через барабанную перепонку и косточки среднего уха с усилием в 20 раз.

В 1863 году известный ученый Г. Гельмгольц опубликовал работу под названием "Учение о

тональных ощущениях, как физиологическая теория музыки", которая и сегодня сохранила свое

научное значение. По резонансной теории слуха, разработанной Гельмгольцем, на звук

определенной высоты откликается определенный участок кортиева органа. Людей, которые

совершенно не воспринимают даже громкой речи, причисляют к глухим. Людей, воспринимающих,

хотя и с трудом, громкую речь, называют тугоухими. Исследования детей показали, что среди них

встречаются и глухие, и тугоухие. Более пристальное медицинское обследование глухих и тугоухих

детей позволило установить, что более 90 процентов приобрели этот тяжелый дефект прижизненно

и только 3 процента детей унаследовали глухоту от родителей. Эти обследования убедительно

показывают необходимость беречь детский слух.

Охрана слуха должна начинаться, еще до рождения ребенка. Есть такие заболевания, которые,

поражая беременную женщину, грозят ребенку врожденной глухотой. Среди этих заболеваний

"невинная" краснуха занимает ведущее место. Кроме того, некоторые лекарства (например,

стрептомицин и неомицин) при приеме в больших дозах и длительное время отрицательно влияют

на слуховой нерв плода и способствуют развитию тугоухости. Отметим еще, что необоснованное

использование лекарств может привести к снижению слуха и позже, в "самостоятельной" жизни

ребенка.

Среди причин снижения слуха маленьких детей на первом месте стоят инфекционные заболевания

и воспаления среднего уха. В прежние времена сифилис, туберкулез, малярия и тифы часто

приводили к глухоте. В настоящее время эти заболевания резко пошли на убыль или почти не

встречаются в нашей стране, однако их место стали занимать скарлатина, эпидемический гепатит

(желтуха), эпидемический паротит ("свинка") и грипп. Особенно следует обратить внимание на две

последние болезни: "свинка" и грипп достаточно часто поражают детей. Тщательное соблюдение

предписаний врача уменьшит возможность осложнений. Не менее важно для охраны детского слуха

и предупреждение острых респираторных заболеваний. Особенности детского уха таковы, что

воспалительные процессы в носу и аденоидах очень легко распространяются на ухо, что может

повлечь снижение слуха. В последнее время с хроническим воспалением среднего уха врачи

встречаются все чаще, поэтому родителям следует проявлять упорство и настойчивость при

лечении этих заболеваний.

Причиной глухоты могут быть травмы головы и уха. Маленьким детям в ухо нередко попадают

инородные тела (пуговицы, вишневые косточки, горошины и др.). Дети постарше, ковыряясь в ухе

неподходящими предметами (спичками, шпильками, гвоздиками), могут поранить барабанную

перепонку или внести инфекцию. Важной причиной снижения слуха человека (и детей в том числе)

становится действие шума. Более 300 лет назад известные врачи Парацельс и Рамадзини доказали,

что шум может вызвать глухоту. С тех пор эти исследования были многократно повторены и

расширены.

Вообще говоря, между шумом и звуками нет четкой Границы. Можно сказать, что шум - это звуки,

раздражающие человека, мешающие ему работать и отдыхать. Иногда и музыкальные звуки, и

человеческая речь выступают в этой роли. Кроме редких случаев чрезвычайно интенсивного шума

(пушечные выстрелы, взрывы), что может вызвать разрыв барабанной перепонки и другие

нарушения, обычные шумы действуют постепенно. При длительном воздействии шума

интенсивностью свыше 90 дБ отмечается постепенное снижение слуха с отмиранием

чувствительных клеток кортиева органа. (Конечно, шум действует не только на слух, но и на работу

других органов и систем человека. Он плохо влияет на центральную нервную систему, мешая

нормальному отдыху и сну, способствуя развитию неврозов; на сердечнососудистую систему,

вызывая нарушения кровяного давления и другие расстройства.) Еще в конце прошлого века

известный немецкий врач Роберт Кох предупреждал: "Человек должен будет бороться с шумом, как

некогда он боролся с холерой и чумой".

В последнее время шум в крупных городах неуклонно возрастает, что привлекает все большее

внимание различных специалистов, которые с тревогой говорят о шумовом загрязнении

окружающей среды. Уличный шум, проникая в жилище и соединяясь там с бытовым шумом от

домашних приборов, сантехники отрицательно действует на всех и особенно на детей. Борьба с

шумом в городах - это общее дело, которое требует участия не только специалистов (архитекторов,

строителей, конструкторов, врачей), но и всего населения.

В нашей стране за последнее время многое делается для борьбы с шумом. Разработан ряд

государственных стандартов па допустимый уровень шума для различного оборудования, введены

специальные правила для проектирования зданий с учетом звукоизоляции. Однако, повторим,

борьба, с шумом требует участия всего населения. Шум одного мотоцикла без глушителя,

промчавшегося по безлюдным улицам ночью, может разбудить несколько тысяч человек. Входная

дверь, хлопающая в подъезде, или испорченный водопроводный кран могут в несколько раз

увеличить уровень шума в квартирах... Всем надо больше заботиться о звуковой культуре, думать о

возможных последствиях своих поступков. Уходя на работу в школу, нельзя оставлять

включенными радиоприемники. Не следует приниматься дома за шумные работы в позднее время.

Детей надо учить внимательному отношению к взрослым, чтобы каждый из них мог сказать вместе

с героиней детского стихотворения:

Следующее задание: Соотнести формулы с определениями (можно взять любые формулы по

физике и их определения).

4. Закрепление и обобщение нового материала

Сейчас каждый из Вас проверит, как он усвоил данный урок, для этого вы решите тест по

пройденному материалу в программе «АСТ_ТЕСТ»:

Громкость звука определяется...

А) амплитудой колебаний источника звука

Б) частотой колебаний источника звука

С) периодом колебаний источника звука

Д) скоростью движения источника звука

В каких единицах измеряется длина звуковой волны?

А) в метрах в секунду

Б) в секундах

С) в Герцах

Д) в метрах

К какой волне является звук?

А) продольной

Б) поперечной

С) имеет продольно-поперечный характер

Источником звука является

А) любое колеблющееся тело

Б) тела, колеблющиеся с частотой более 20 000 Гц

С) тела, колеблющиеся с частотой от 20 Гц до 20000 Гц

Д) тела, колеблющиеся с частотой ниже 20 Гц

Укажите свойство продольной волны.

А) Продольные волны представляют собой чередующиеся разрежения и

сжатия.

Б) Частицы среды при колебаниях смещаются вдоль направления распространения волны.

С) Эти волны могут распространяться только в газах,

Высота - это

А) частота

Б) амплитуда

С) длина волны

Д) период

Тембр - это

А) чертеж

Б) рисунок

С) окраска

Д) раскраска

5. Подведение итога урока

Пусть он гениально играет на флейте,

Еще гениальнее слушали Вы.

Андрей Дементьев.

А теперь Вы снова проведете рефлексию, и сравните Ваши результаты.

Подведение итога урока. Выставление оценок.

Скачать материал

Открытое интегрированное занятие "Характеристики звуковых волн с помощью информационных технологий"

Информатика - еще материалы к урокам:

Предметы

Похожие материалы