§17. Чому комар пищить
Природа так про все подбала, що всюди знаходиш, чого вчитися.
Леонардо да Вінчі, італійський художник і вчений, письменник, музикант
- Із чого складаються всі тіла і речовини?
- Назви стани речовини.
- Пригадай властивості рідин, газів і твердих тіл.
- Які органи чуття ти знаєш?
Як утворюється звук.
Ми живемо у світі, наповненому різними звуками. Від пташиного співу до гуркоту землетрусу; від тихого шуму кімнатного вентилятора до гучного звуку ракети, що стартує. Звуки в навколишньому середовищі допомагають нам уникнути небезпеки, звуки лікують, гучні звуки – шкодять нам. Що ж таке звук? Як він утворюється? Куди поширюється?
Щоб зрозуміти, як утворюється звук, проведемо досліди.
Дослід 1. Коливання лінійки.
Візьміть довгу металеву чи пластмасову лінійку. Покладіть на край стола. Один кінець лінійки притисніть до стола рукою. На інший, вільний, кінець натисніть і відпустіть. Спостерігайте, що відбувається.
Вільний кінець лінійки, коливаючись, утворює звуки.
Дослід 2. Коливання голосових зв’язок.
Прочитайте вголос речення, наприклад слова Леонардо да Вінчі в епіграфі, по черзі. Під час читання прикладіть долоню до горла. Що ви відчуваєте?
Голосові зв’язки рухаються, точніше, коливаються, і в результаті – утворюється звук.
Розглянь зображення на малюнку 63. Що, на твою думку, об’єднує музичні інструменти, дзвінок, людину, що співає, та колонки? Вони утворюють різні звуки. Але в них є спільне. Тіло або його частини коливаються і змушують коливатися молекули повітря біля себе. Ці шари молекул передають коливання наступним і так далі. Так коливання молекул повітря перетворюються на хвилю, яка поширюється в повітрі у всіх напрямках і доходить до нашого органа слуху.
Звук утворюється навколо тіл, які коливаються.
Звук – це коливання частинок середовища, в якому цей звук поширюється у вигляді хвиль і сприймається слухом. Тіла, предмети, що коливаються й породжують звукову хвилю, яку ми можемо чути, називають джерелами звуку.
Органи чуття, пристрої, які вловлюють ці звукові хвилі, називають приймачами звуку.
Людина може чути звуки, створені джерелами, що здійснюють від 20 до 20 000 коливань за секунду. Є звуки, які людина не чує. Якщо джерело звукової хвилі здійснює понад 20 000 коливань за секунду, то виникає ультразвук, який людина не сприймає. Менше 20 коливань за секунду – інфразвук, що також не сприймається органами слуху людини.
Якщо джерелом звуку є тварини, комахи, людина, природні явища, – такі джерела називають природними. Якщо ми чуємо звук від джерел, які створила людина, їх називають штучними.
Цікаво. Найгучніший природний звук виникає під час виверження вулкана. У 1600 році у Південній Америці вибухнув вулкан Уайнапутіна, вибух було чути на відстані 1000 км. Виверження вулкана призвело до похолодання клімату на всій Землі на декілька років.
Подивіться відео, на якому за допомогою простого експерименту вдалося «побачити» звуки музики. Спробуйте пояснити, як вдалося «оживити» звукові хвилі.
Чи всі звуки однакові.
Чи можеш ти відрізнити звук комара від звуку джмеля, чоловічий і жіночий голоси? На малюнку 64 зображено пульт для зміни звучання музики. Де ти міг/могла бачити цей пристрій? Що можна змінювати у звуках?
Ти добре знаєш з уроків мистецтва, що звук може бути тихий і голосний, чоловічий голос вважають низьким, жіночий – високим. Звук має свої характеристики (мал. 65).
Будь-який звук характеризується гучністю, висотою тону і швидкістю поширення. Живі істоти по-різному сприймають звук. Цікаво, що всі хребетні тварини мають слух. Є тварини, в яких немає вух і вони сприймають звуки всім тілом. Деякі тварини сприймають звуки, які не чує людина, тому вони здатні реагувати на шум раніше, ніж людина.
Цікаво. У 390 році до н. е. гуси врятували Рим. Ворог намагався захопити місто вночі. Втомлені воїни-римляни заснули. І коли ворог підібрався до верхньої частини міста, гуси, почувши його наближення, заґелґотали і заплескали крилами. Вони розбудили сплячих римлян, і нічний напад було відбито.
Поясніть, як гусям вдалося почути наближення ворога раніше за вартових. Спробуйте дати відповідь на запитання: чому собак вважають гарними охоронцями?
Розгляньте малюнок 66. Користуючись інтернет-джерелами, дізнайтесь, як сприймають звуки зображені тварини.
Як почути тихі звуки.
Бувають випадки, коли джерело звуку занадто тихе, розсіюється в різні сторони, і ми хочемо зробити його голоснішим. Але не завжди це можливо. Як «зібрати» розсіяні звукові хвилі і тим самим підсилити звук, щоб краще було чути?
Працюємо в парі.
Дослід. Як підсилити звук.
Вам знадобиться: аркуш паперу розміром 70х50 см, клейка стрічка, смартфон з музикою.
Порядок виконання роботи:
- Згорніть аркуш у вигляді конуса (лійкоподібної форми) і закріпіть краї клейкою стрічкою.
- Увімкніть музику на пристрої, але ледь чутно.
- Вузьку частину згорнутого аркуша піднесіть до вуха, а широку – до пристрою, з якого лунає музика.
- Порівняйте гучність звучання до і після використання згорнутого аркуша
Експеримент показав, що слабкий звук можна зробити гучнішим за допомогою згорнутого аркуша. Цей принцип широко використовують у медицині, техніці. Розсіяні слабкі звуки від роботи наших внутрішніх органів можна «зібрати» і спрямувати у потрібному напрямку. Наприклад, за допомогою медичного пристрою стетоскопа (мал. 67).
Папір, картон, газети, використані зошити збирай докупи і здавай до приймального пункту збору макулатури. Це може зменшити вирубування дерев. Поміркуй, як зібрана тобою макулатура може зберегти дерева.
Коротко про головне
- Звук – це коливання частинок середовища, в якому цей звук поширюється у вигляді хвиль і сприймається слухом.
- Тіла і предмети, що в процесі коливання створюють звукову хвилю, називають «джерелами» звуку. Пристрої, органи слуху, які отримують звук, називають «приймачами».
- Звук характеризується гучністю, висотою тону і швидкістю поширення звукових хвиль, що залежить від густини цього середовища.
- Людина сприймає звук від джерела, яке здійснює від 20 до 20 000 коливань за секунду.
- Є звуки, які людина не чує, це ультразвук та інфразвук.
Перевіряємо себе
- Чи всі тіла, що коливаються, є джерелами звуку?
- Чи всі звуки сприймає людське вухо?
- Чим відрізняється чоловічий голос від жіночого?
- Як можна «зібрати» розсіяні звуки?
- Поділися враженнями від уроку, закінчи речення: На уроці мене найбільше здивувало…; Невпевнено себе почував/-ла, коли…; Мені цей урок дав … .
Домашній експеримент «Звук – це хвиля». Прочитайте зінструкцію, як провести дослід, який підтверджує, що звук – це хвиля.
Дослід, який підтверджує, що звук – це хвиля
Вам знадобиться: картонна трубка, поліетиленова плівка, ножиці, клейка
стрічка, свічка на підставці, сірники.
Порядок виконання роботи:
1. Заклейте кінці трубки плівкою і закріпіть клейкою плівкою.
2. Ножицями зробіть отвір у центрі плівки на одному кінці трубки.
3. Запаліть свічку (попросіть дорослих) і поставте на стіл.
4. Піднесіть до полум’я кінець трубки з отвором на відстань 2–3 см.
5. Різко, як по барабану, постукайте пальцями по протилежному кінцю трубки.
6. Спостерігайте, що відбувається. Опишіть спостереження. Можете зняти на
камеру смартфона.