Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace CZ.1.07/1.5.00/34.0048 Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková.

Prezentace na téma: "Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace CZ.1.07/1.5.00/34.0048 Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková."— Transkript prezentace:

1 Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace CZ.1.07/1.5.00/34.0048 Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková organizace Zvukové vlnění Autor: VY_32_INOVACE_16_2_8 Mgr. Jan Zach

2 Zvukové vln ě ní VY_32_INOVACE_16_2_8Autor: Mgr. Jan Zach Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Jan Zach.

3 Akustika - Zvukové vlnění zkoumá vznik, šíření a vnímání zvuku Zvuk -mechanické vlnění, které vnímáme sluchem. f  16 – 16000 Hz f  16 Hz ……….. infrazvuk Zdrojem zvuku jsou chvějící se tělesa (viz. pokus s ladičkou). (f  20 – 20000 Hz) f >16000 Hz ……. ultrazvuk Zdroje zvuku Periodické zvuky nazýváme tóny. Neperiodické zvuky nazýváme hluk. (praskot, bušení, šum….) Pro člověka neslyšitelný. Slyší jej např. sloni. Pro člověka neslyšitelný. Slyší jej např. psi, delfíni, netopýři. - lékařství, defektoskopie

4 Šíření a rychlost zvuku Zvuk se ve vzduchu šíří jako podélné mechanické vlnění. Postupné zhušťování a zřeďování molekul prostředí. V pevných látkách se šíří jako podélné i příčné mechanické vlnění. V kapalinách a plynech se šíří pouze jako podélné mechanické vlnění. K přenosu zvuku je potřebné pružné látkové prostředí. V nepružném prostředí se zvuk šíří špatně.(polystyren, plsť….) (ve vakuu se zvuk nešíří) Rychlost zvuku Rychlost, kterou se zvuk šíří v daném prostředí. V LP proveďte měření rychlosti zvuku ve vzduchu v závislosti na teplotě prostředí. v = 331,82 m.s -1 při t = 0 °C a  = 1,293 kg.m -3 je

5 Pro běžné teploty uvažujeme přibližnou hodnotu: Rychlost zvuku ve vzduchu je závislá hlavně na jeho teplotě (i na vlhkosti). Rychlost šíření zvuku v jiných látkách: látkarychlostlátkarychlost voda1500sklo5200 led3200ocel5000 beton1700olovo1300 cihly3400korek500 dřevo (dub)3400kaučuk40 Rychlosti jsou v m.s -1, zdroj MFCHT.

6 Šíření zvuku ovlivňují překážky.Na nich nastává odraz a ohyb. Ozvěna- vzniká jako důsledek vlastností sluchu. Člověk vnímá dva různé zvuky, jestliže jsou od sebe posunuty nejméně o 0,1 s. Zvuk urazí vzdálenost cca 340 m. Jak daleko musí být překážka od pozorovatele, aby slyšel ozvěnu? 17 m. Je-li vzdálenost menší, zvuky se překrývají - nastává dozvuk. Překážka musí být tedy ve vzdálenosti min

7 Vlastnosti zvuku Výška tónu je určena jeho frekvencí.Viz. ukázka se strunou. U jednoduchých tónů s harmonickým průběhem určuje frekvence absolutní výšku tónu. Výška tónu -často relativní určení - subjektivní srovnání s referenčním tónem Např. v hudební akustice srovnání s komorním a (440 Hz), v technické praxi je často používán referenční tón o frekvenci 1 kHz. Barva tónu -je určena obsahem vyšších harmonických fónů ve složeném tónu a jejich amplitudami

8 Hlasitost a intezita zvuku - zvuková vlna je v podstatě periodické stlačování a rozpínání molekul pružného prostředí (vzduchu, vody, kovu…) Tyto tlakové změny rozkmitávají ušní bubínek. Slyšíme zvuk všichni stejně hlasitě?NE Hlasitost je subjektivní dojem (záleží na citlivosti sluchu). Nejcitlivější v intervalu 700 – 6000 Hz. Intenzita zvuku Veličina pro objektivní hodnocení hlasitosti zvuku. P…akustický výkon (množství přenesené energie) [ W.m -2 ] S…plocha, kterou vlnění prochází

9 Při referenčním kmitočtu (1 kHz) můžeme vnímat i zvuky o velmi malém akustickém výkonu 10 -12 W. Práh slyšení. Zvuky o velkém akustickém výkonu (vetší než 1 W) mohou způsobit bolestivý pocit. Práh bolesti. Poměr největšího a nejmenšího akustického výkonu je 10 12. Proto se tento poměr vyjadřuje v logaritmické stupnici v jednotkách bel ( B ). V praxi se používá jednotka 10x menší -decibel (dB). 0 dB 120 dB Trvalý příkon zvukové energie do sluchového orgánu je škodlivý. (zejména při větších intenzitách) Může nastat porucha sluchu, ale porucha nervové soustavy. Pozor Pozor na sluchátka mp3 přehrávačů. Jejich výkon je sice malý, ale jsou blízko ušnímu bubínku. Proč?

10 zdroj zvukuvzdálenost v mhladina akustického výkonu v dB práh slyšení0 tichý šepot110 šepot220 šum v učebně30 tichý rozhovor140 normální rozhovor165 motor automobilu170 symfonický orchestr3-580 hluk motorových vozidel1090 hudba na diskotéce100 startující letadlo10110 práh bolesti120

11 Dopplerův jev Určitě kolem vás už někdy projížděla houkající sanitka. Nezdálo se vám na zvuku její sirény něco divného?Co? Zvuk blížící se sanitky byl vyšší než vzdalující se sanitky. Popsaný jev nastává vždy při vzájemném pohybu zdroje vlnění a pozorovatele a je tím výraznější, čím rychleji se zdroj vlnění vzhledem k pozorovateli pohybuje. Pozorovatel pak vnímá jiné frekvence, než je frekvence kmitání zdroje. Jev se projevuje jak u zvuku tak i u světla. Zdroj zvuku se blíží k pozorovateli.Zdroj zvuku se vzdaluje od pozorovatele.

12 f P...frekvence vnímaná pozorovatelem P f Z...frekvence zdroje zvuku v Z...rychlost šíření zvuku v...rychlost zdroje zvuku +...zdroj zvuku se vzdaluje -...zdroj zvuku se přibližuje Vzhledem k platnosti toho jevu i pro šíření světla má tento jev velký význam v astronomii. Kosmologický červený posuv umožňuje určovat rychlost vzdalování galaxií a s přesností, se kterou je známa i Hubbleova konstanta, také jejich vzdálenosti. V kosmonautice dopplerovské radiolokátory na kosmických sondách umožňují určit jejich rychlost vůči objektům ve Sluneční soustavě.

13 Téma sady: Termika a mechanika II. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor:Fyzika Tematický okruh:Mechanické vlnění Anotace: Jedná se o prezentaci, ve které odvodíme pomocí sestavy ISES základní vlastnosti zvukového vlnění. Materiál vysvětluje základní pojmy a vztahy a vytváří prostor pro samostatné zamyšlení žáků nad tématem. Hlavním zdrojem informací je učebnice: FYZIKA pro gymnázia – Mechanické kmitání a vlnění, Doc. RNDr. Oldřich Lepil, CSc. Autor:Jan Zach Rok vytvoření materiálu: 2012 Název materiálu: Zvukové vlnění Jazyk:čeština Očekávaný výstup: Žák umí popsat podmínky pro šíření zvuku, dokáže určit vlastnosti zvuku a popsat účinky na sluch. Vymyslí postup LP na ověření rychlosti zvuku. Speciální vzděl. potřeby: sestava ISES, mikrofon Klíčová slova: ozvěna, dozvuk, výška tónu, barva tónu, intenzita zvuku, decibel, bel, práh slyšení a bolesti, Dopplerův jev Druh učebního materiálu:prezentace s aktivizací žáka Cílová skupina:žák Stupeň a typ vzdělávání:gymnaziální vzdělávání Typická věková skupina:16 -19 let Pokyny pro práci s materiálem: Prezentaci je možné využít jako výklad učiva na šíření a vlastnosti zvuku. V materiálu jsou začleněny otázky, které je možné využít formou frontálního opakování (připomenutí) známého učiva nebo jako podnět pro jeho ověřování. Vztahy mezi veličinami se žáci nejprve pokusí odvodit sami v průběhu prezentace, teprve pak je vztah zobrazen. Žák dostane za DÚ vymyslet postup LP na ověření rychlosti zvuku v závislosti na teplotě vzduchu.