1.

2. Dane INFORMACYJNE Nazwa Szkoy Zesp Szk w Mosinie ID grupy 98/67_MF_G2 kompetencja Matematyczno-fizyczna Temat projektowy W wiecie dwikw i ciszy Semestr Rok szkolny II semestr 2010/2011 3. W wiecie dwikw i ciszy Gdyby ludzie rozmawiali tylko o tym, co rozumiej, zapadaby nad wiatem wielka cisza.Albert Einstein 4. wstp Dlaczego wybralimy temat W wiecie dwikw i ciszy?Czego chcemy si dowiedzie?

dwik towarzyszy nam na co dzie! 5. such to obok wzroku najlepiej wyksztacony zmys czowieka! 6. jak to si dzieje, e syszymy? 7. co jest rdem dwiku? 8. czym jest dwik? 9. jakie wielkoci opisuj dwik? 10. jakie zjawiska obserwujemy podczas rozchodzeniasi dwiku?

SPIS TRECI 11. rda dwikw pobudzona do drga struna gitary pobudzone do drga struny gosowe pobudzone do drga talerze i bbny perkusji SPIS TRECI 12. rda dwikw RDEM DWIKWS DRGAJCE CIAA!!! Pobudzone do drga wideki kamertonu pobudzona do drga membrana gonika --- Uderz w st, a noyce si odezw --- SPIS TRECI 13. Czym jest dwik? DWIK TO ROZCHODZCA SI W ORODKU SPRYSTYM FALA MECHANICZNA!!! Fala to rozchodzce si w orodku zaburzenie,zmiany jakiej wielkoci Tym co zmienia si (zaburza) w przypadku dwiku jest gstoi cinienie orodka. SPIS TRECI 14. O co chodzi z t fal? Meksykaska fala ze stadionw: Fala w orodku: ROZCHODZCE SI ZABURZENIE = PRZEKAZYWANIE DRGA SPIS TRECI 15. PODZIA FAL DWIK JEST FAL PODUN Fale podune -kierunek drga czsteczek orodka jest taki sam jak kierunek rozchodzenia si fali Fale poprzeczne -kierunek drga czsteczek orodka jest prostopady do kierunku rozchodzenia si fali SPIS TRECI 16. Fala harmoniczna Najprostszym rodzajem fali jestfala harmoniczna , zwana te fal sinusoidaln, rozchodzca si w orodku jednowymiarowym (np. lince). Kady punkt orodka wykonuje drgania harmoniczne (sinusoidalne) SPIS TRECI 17. Wielkoci opisujce fal Dla fali harmonicznej mona dobrze okreli dwa wane parametry:dugo fali - odlego pomidzy czsteczkami ktre drgaj tak samo okres faliT-czas wykonania jednego penego drgania w ruchu drgajcym SPIS TRECI 18. Wielkoci opisujce fal Czstotliwo drgaf jest rwna jest iloci drga, jakie wykonuj punkty orodka w cigu jednostki czasu (najczciej 1s). Czstotliwo jest odwrotnoci okresu, jednostk czstotliwoci jest 1 Hz: Prdko faliv : SPIS TRECI 19. Wrmy do dwiku Orodek Prdko dwiku [m/s] stal 5100 beton 3800 woda 1490 powietrze 343 W jakim orodku dwik w oglenie moe si rozchodzi ? W prni i w orodkach idealnie sztywnych - bo tam drgania s niemoliwe, lub w ogle nie ma czsteczek, ktre mogyby drga! Prdko dwiku zaley od orodka w ktrym si rozchodzi: SPIS TRECI 20. Wrmy do dwiku Zakres czstotliwoci syszanych przez czowieka: 20 Hz 20 000 Hz INFRADWIKI poniej 20 Hz Sonie i wieloryby, ktre sysz infradwiki wykorzystuj je do komunikacji na due odlegoci. ULTRADWIKI powyej 20 000 Hz Niektre zwierzta mog emitowa i sysze ultradwiki, np. pies, delfin, wieloryb, czy nietoperz. WYKORZYSTYWANE W MEDYCYNIE!!! SPIS TRECI 21. Wielkoci opisujce dwik OBIEKTYWNE SUBIEKTYWNE CZSTOTLIWO NATENIE DWIKU WIDMO DWIKU WYSOKO DWIKU GONO DWIKU BARWA DWIKU Zwizek pomidzy obiektywnymi (fizycznymi wielkociami) i subiektywnymi cechami dwiku: SPIS TRECI 22. Ton Czstotliwo Hz posuchaj a 440 c 262 Czstotliwo i wysoko dwiku Wikszo zwykych dwikw jest mieszanin wielu tonw.Potrafimy je wyodrbnia!!! Czsto mwi si oczstotliwocidwiku jakby byo oczywiste, e jest ona jasno okrelona.W rzeczywistoci tylko jeden typ dwiku ma dobrze okrelon (dokadnie "pojedyncz") czstotliwo. Dwik ten nazywa sitonem . Najpopularniejszym tonem, do ktrego stroi si wszystkie instrumenty jest dwik a o czstotliwoci 440 Hz. Kliknij i posuchaj SPIS TRECI 23. Natenie i gono dwiku Natenie fali dwikowejI-energiafali dwikowejdzielona przezczasipowierzchni , przez ktr ta energia przenika: W praktyce stosuje sipoziom natenia dwiku L logarytmiczna miara natenia dwiku w stosunku do pewnej umownie przyjtej wartoci odniesienia, wyraana w decybelach (dB). Wielko ta wyznaczana jest ze wzoru:SPIS TRECI 24. Natenie i gono dwiku ZE WZGLDU NA DUE LICZBY NIE UYWA SI SKALI W PASKALACH TYLKO DECYBELACH!!! SPIS TRECI 25. Natenie i gono dwiku Gono to cecha subiektywna wyraona w fonach! 20 - 30 fonw : cichy szelest lici, szum lodwki50 fonw- cicha mowa70 fonw- uczniowie szkoy podstawowej w czasie przerwie midzylekcyjnej90 fonw- ruch uliczny w godzinach szczytu tu przy ruchliwej trasie100 -110 fonw- gona dyskoteka, fortissimo orkiestry120 fonw- granica blu. SPIS TRECI 26. Widmo i barwa dwiku Widmo dwiku zaleno amplitudy od czstotliwoci Barwa dwiku to subiektywnie okrelana cecha dwiku zalena gwnie od widma jego czstotliwoci, tzn. od tego, z jakich dwikw prostych skada si analizowany dwik.Pozwala nam rozrnia dwiki pochodzce z rnych rde, np. z rnych instrumentw muzycznych lub rne gosy ludzkie.Dwiki zawierajce mao tonw harmonicznych okrelamy jako guche, paskie, bezbarwne. Dwiki zawierajce duo wysokich tonw harmonicznych oceniamy jako przenikliwe, ostre, metaliczne.Oprcz widma, na barw dwiku wpywa rwnie jego dynamika, tj. szybko narastania i zanikania. SPIS TRECI 27. Widmo i barwa dwiku Widmo tonu Widmo cige SPIS TRECI 28. rozchodzenie si dwiku Dwik, podczas rozchodzenia si, ulega takim samym zjawiskom jak kada inna fala, np.:

odbicie 29. zaamanie 30. interferencja

SPIS TRECI 31. Zaamanie fali dwikowej zachodzi podczas przechodzenia z jednego orodka do drugiego, zmienia si wtedy prdko fali. SPIS TRECI 32. Interferencja fal dwikowYCH czyli nakadanie si fal SPIS TRECI 33. Interferencja fal dwikowYCH Kliknij i posuchaj dla 2 tonw: 440Hz i 445 Hz Zjawiskodudniepowstaje wtedy, gdy jednoczenie suchamy dwikw nieznacznie rnicych si czstotliwociami. SPIS TRECI 34. Rezonans Film umiecilimy winternecie SPIS TRECI 35. Efekt dopplera Dwik wydawany przez motocykl wydaje si coraz wyszy wraz z przyblianiem si pojazdu do obserwatora i coraz niszy wraz z oddalaniem. Wie si to z ruchem rda dwiku wzgldem obserwatora, co powoduje pozorn zmian czstotliwoci fal.Bardzo ciekawe zjawisko zwizane z rozchodzeniem si fal dwikowych nosi nazwefektu Dopplera!Polega ono na pozornej zmianie czstotliwoci dwiku spowodowanej ruchem rda dwiku, albo odbiornika wzgldem siebie. SPIS TRECI 36. Jak syszymy? Droga fali dwikowej:

dwik jest zbierany przez maowin uszn, 37. dwik wchodzi do kanau usznego, 38. powietrze uderza w bon bbenkow, 39. kosteczki suchowe przenosz drgania do limaka, 40. ze limakaprzez nerw suchowy informacja trafia do mzgu.

SPIS TRECI 41. Jak syszymy? mini sowniczek soundwave - fala dwikowa outer ear - ucho zewntrzne ear cannal - kana suchowy eardrum (tympanic membrane) - bona bbenenkowa to vibrate - wibrowa middle ear - ucho rodkowe pressure - cinienie inner ear - ucho wewntrzne malleus - moteczek incus - kowadeko stapes -strzemiczko cochlea - limak brain - mzg acoustics - akustyka Link Zapraszamy do obejrzenia krtkiego filmu w jzyku angielskim o tym jak syszymy. Na rysunku obok mamy przetumaczone podstawowe pojcia z budowy narzdu suchu. SPIS TRECI 42. Jak syszymy? CIEKAWOSTKA Ucho uchu nierwneto co dla jednych jest syszalne, dla innych bdzie cisz. SPIS TRECI 43. Czy mona zobaczy dwik? Odpowied, cho zaskakujca, brzmi:TAK MOEMY ZOBACZY DWIK!!! link Tuba Rubensa- duga rura z wywierconymi od gry otworkami, podczona jest szczelnie z obydwu stron - z jednej do rda palnego gazu (na przykad propanu), z drugiej strony szczelnie przylega do gonika. Rur (zwan tub) wypenia si gazem a gaz ulatniajcy si przez wywiercone otwory - naley podpali: WCZ GONIKI!! SPIS TRECI 44. Czy mona zobaczy dwik? link Drugim efektownym eksperymentem zfalami dwikowymijest dowiadczenie ukazujceFigury Chladniego . Tym razem fale dwikowe mog rozchodzi si nie tylko wzdu jednego kierunku, tak jak wTubie Rubensa , lecz w dwch - wzdu i wszerz paszczyzny. Drgajcym orodkiem jest pyta posypana sol. I znw - dla konkretnych czstotliwoci dwiku powstaniefala stojca . Drobinki soli drgaj na caej pycie oprcz miejsc, w ktrych fala jest nieruchoma -wzw fali . Tworz niesamowite ksztaty!!! WCZ GONIKI!! SPIS TRECI 45. Planowanie eksperymentu My te postanowilimy zobaczy dwik!!! Poniewa nie moglimy bawi si ogniem, wykorzystalimy nasz zestaw CoachLab II+. Wykorzystamy fakt, e lokalne zmiany cinienia mona zamieni na sygna elektryczny! Ten fakt wykorzystany jest np. w mikrofonie!Zjawisko odwrotne wykorzystuje si w gonikach! SPIS TRECI 46. Przeprowadzenie eksperymentu Do konsoli CoachLab II+ podczamy czujnik cinienia. Otwieramy wiczenie ZOBACZY DWIK. Ustawiamy parametry pomiaru,a nastpnie uruchamiamy pomiar. Badalimy dwik kamertonu oraz wypowiadane przez kadego z nas samogoski. SPIS TRECI 47. wyniki eksperymentu Na ekranie uzyskujemy wykres zalenoci lokalnych zmian cinienia od czasu: SPIS TRECI 48. Opracowanie wynikw Sam wynik zmian cinienia jest dla nas mao interesujcy, ale za pomoc funkcji transformata Fouriera programu Coach moemyuzyska widmo zarejestrowanego przez nas dwiku: SPIS TRECI 49. ZAWODY!!! Szybko odkrylimy, e moemy urzdzi zawody, kto z nas wypowie najczyciej samogosk a, czyli widmo rejestrowanego sygnau powinno by zblione do widma tonu. SPIS TRECI 50. Najlepszy i najgorszy wynik Nie powiemy czyje to wykresy!!! Zdradzimy tylko, e najlepszy wynik to dziewczyna, a najgorszy to chopak:D SPIS TRECI 51. Podsumowanie i wnioski

Temat dwikw okaza si bardzo obszerny, musielimy zacz od wyjanienia drga i usystematyzowania wiadomoci o falach. 52. Przy wyjanianiu wielu poj i zjawisk Internet okaza si fantastycznym rdem informacji, szczeglnie zamieszczone animacje i filmy. 53. Poznalimy nazwy i wyjanienie wielu zjawisk fizycznych, z ktrymi mamy na co dzie do czynienia, np. efekt Dopplera, czy rezonans. 54. Odbylimy ciekaw podr w gb ludzkiego ucha, dowiadujc si jak to si dzieje, e syszymy. 55. Postawilimy sobie problem badawczy: czy mona zobaczy dwik?

Wykorzystujc zestaw Coach zarejestrowalimy dwiki przeprowadzilimy jego analiz.

SPIS TRECI 56. rda http://pl.wikipedia.org http://supermozg.gazeta.pl/ Acoustics andVibration Animations http://fizykon.org/akustyka/spis_akustyka.htm http://www.iwiedza.net http://www.youtube.com/ Przy przygotowaniu prezentacji korzystalimy z: SPIS TRECI 57. AUTORZY Mirela Baranowska Agnieszka Bczyk Szymon Bczyk Jakub Broek Jagoda Janik Zuzanna Kurnatowska Adam Leniewicz Marianna Leszczyska Aneta Kaczmarek Maja Kujawa Karolina Staszak Damian Przybylski Weronika Wonikiewicz pod opiek Pana Dariusza Madeja. SPIS TRECI 58.