Отражение звука и звуковой резонанс

Слайд 1. Отражение звука и звуковой резонанс

Физика, 9 класс. Почему мы слышим эхо и как работают музыкальные инструменты?

Слайд 2. Что такое отражение звука?

Когда звуковая волна встречает на своём пути препятствие, она может отразиться от него и пойти в обратном направлении. Это явление называется отражением звука. Самый известный пример — эхо. Мы слышим его, если расстояние до преграды достаточно велико, чтобы отражённый сигнал вернулся к нам спустя хотя бы $0,1$ секунды после основного звука. Если задержка меньше, звук просто кажется более длинным и насыщенным (реверберация).

Слайд 3. Закон отражения звука

Слайд 4. Эхолокация в природе и технике

Летучие мыши: ориентируются в полной темноте, посылая ультразвук.

Дельфины: ищут добычу и общаются под водой.

Эхолоты: приборы на кораблях для измерения глубины и поиска косяков рыб.

УЗИ: медицинская диагностика внутренних органов с помощью отражённых волн.

Слайд 5. Где звук отражается лучше?

Бетон, металл, стекло и камень отлично отражают звук. В пустых помещениях с такими стенами возникает сильное эхо.

Ковры, шторы, поролон и мягкая мебель поглощают энергию звуковой волны. Звук становится «сухим» и глухим.

Слайд 6. Звуковой резонанс

Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды звуковых колебаний при совпадении частоты внешней силы (звука) с собственной частотой системы. Проще говоря, если один объект вибрирует с той же частотой, что и другой, он заставляет второй объект «откликаться» и звучать намного громче. Это основа работы всех акустических музыкальных инструментов.

Слайд 7. Как громкость зависит от частоты

При совпадении частот (точка резонанса) амплитуда колебаний и, следовательно, громкость звука достигают своего максимума.

Слайд 8. Примеры резонанса

Корпуса гитар и скрипок усиливают слабый звук струн.

Деревянный ящик под камертоном настроен в резонанс с ним.

Гортань и полости рта человека усиливают звуки связок.

Вибрации в моторах могут вызвать разрушение деталей.

Слайд 9. Вопросы для обсуждения

Почему в пустой комнате звук голоса громче, чем в комнате с мебелью?

Зачем в театрах стены делают неровными и вешают тяжелые занавесы?

Может ли оперный певец разбить бокал своим голосом? Что для этого нужно?

Как эхолот определяет расстояние до дна, зная скорость звука в воде?

Слайд 10. Подведем итоги

Звук отражается от препятствий: угол падения равен углу отражения.

Эхо — это звук, вернувшийся к источнику после отражения от преграды.

Твердые тела отражают звук, мягкие и пористые — поглощают его.

Звуковой резонанс — это резкое усиление звука при совпадении частот.

Резонанс жизненно важен для работы музыкальных инструментов и нашего голоса.