Лабораторная работа № 8 «Исследование основных звуковых характеристик, их зависимости от амплитуды и частоты колебаний».

Урок № 22

Дата ________

Группа 11-12 вет, 11-12 кин

Лабораторная работа № 8 «Исследование основных звуковых характеристик, их зависимости от амплитуды и частоты колебаний».

Цель урока:

Изучить основные характеристики звуковых волн, и их взаимозависимость.

Исследовать зависимость громкости звука от амплитуды.

Исследовать зависимость звукового тона от частоты.

Теоретические сведения.

Колебания, распространяющиеся в какой-либо среде с течением времени, называют волнами. Волны, которые возникают в среде в результате действия в этой среде сил упругости, называют упругими волнами. Ощущение звука возникает в результате воздействия механических упругих колебаний на слуховой аппарат человека. Ухо человека воспринимает колебания определённой частоты и интенсивности, поэтому колебания, частота которых лежит в пределах от 16 до 20 000 Гц и могут быть восприняты ухом, называются звуковыми. Любое тело, совершающее механические колебания, частота которых лежит в указанном диапазоне, является источником звука.

Важнейшей характеристикой колебаний являетсяпериод — время, в течение которого совершается одно полное колебание. Другой величиной, характеризующей колебания, являетсячастотаколебаний — число колебаний, совершаемых за единицу времени (за 1 с). Если, например, звучащие ветви камертона совершают 440 полных колебаний за 1 с (при этом они создают звук ля первой октавы), то это значит, что частота колебаний камертона 440 Гц. По частоте колебаний звучащего тела можно судить о высоте, или тоне, звука: чем больше частота колебаний, тем выше звук и, наоборот, чем меньше частота, тем ниже звук. Третьим параметром, характеризующим колебания, являетсяамплитудаколебаний — значение наибольшего отклонения от положения равновесия. Амплитуда колебаний определяет громкостьзвука: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук.

Инструкционная карта для выполнения лабораторной работы

Описание эксперимента

Работа выполняется на виртуальной лабораторной установке, которая включает в себя двухканальный генератор звуковых частот и динамики для воспроизведения звука различной частоты. На экран осциллографа подается изображение сигнала, уровень которого определяется заданными параметрами волновых характеристик. В этой работе вам предлагается построить графическое изображение звуковой волны, а также определить период, частоту и амплитуду колебаний, экспериментально проследить связь между основными волновыми характеристиками звука.

Ход работы.

В рабочую тетрадь перед выполнением эксперимента выпишите определения основных физических параметров

звуковых волн, и формулы, отражающие их взаимосвязь. Укажите – от чего зависят звуковые характеристики – громкость, тон, тембр.

Подготовьте таблицу для заполнения экспериментальных данных:

Выполнение виртуального эксперимента.

На панели виртуального генератора звуковых частот выберете один из каналов для проведения эксперимента – левый, правый.

Установите настройки частоты (клавиши от 1 до 5 справа от экрана осциллографа)

Увеличивая уровень (амплитуду) звукового сигнала от 1 до 5, для выбранного канала, пронаблюдайте изменение вида сигнала на экране осциллографа.

Внесите экспериментальные данные в таблицу

Изменяя настройки частоты, исследуйте изменение тона выдаваемого сигнала, и его громкости.

В тетради начертите изображения звукового сигнала, полученного на экране осциллографа в установленном положении переключателей :

- частота -2 и уровень – 2;

- частота -2 и уровень – 5;

- частота -5 и уровень – 5;

Для каждого измерения рассчитайте длину звуковой волны λ, и внесите расчетные значения в таблицу.

После проведения виртуального эксперимента, и внесения экспериментальных и расчетных значений в таблицу, сделайте вывод о зависимости основных звуковых характеристик от физических параметров волновых процессов.

Отчет о проведенной работе прикрепите к гугл форме по ссылке:

https://forms.gle/ozPc4JRnvm1Xm5438