§18. Чи можуть дерева розмовляти
Для того щоб удосконалювати розум, треба більше роздумувати, ніж заучувати.
Рене Декарт, французький фізик, математик
- Що таке звук? Наведи приклади джерел звуку.
- Назви характеристики звуку.
- Які коливання звукової хвилі здатна чути людина?
Чи однаково поширюється звук у воді і повітрі.
Людина здатна чути звуки завдяки органам слуху. Звуки у середовищі, що нас оточує, надзвичайно різноманітні. Під впливом вітру листки на деревах починають коливатися, а отже, також є джерелами звуку, який поширюється через повітря. Як проводять звуки інші середовища?
Дослід. Поширення звуку в різних середовищах.
Вам знадобиться: три-чотири поліетиленових пакети, пісок (можна замінити цукром, борошном), вода, монета.
Порядок виконання роботи:
- Перший пакет наповніть наполовину піском. Випустіть з нього повітря, що залишилось, і міцно зав’яжіть.
- Переконайтеся, що другий пакет цілий, а краще – візьміть два. Наповніть пакет водою. Випустіть залишки повітря й міцно зав’яжіть.
- Третій пакет надуйте, тобто заповніть повітрям. Міцно зав’яжіть.
- Покладіть усі пакети на стіл на максимальній відстані один від одного.
- Постукуючи тихенько монетою по столу, піднесіть вухо по черзі до кожного пакета.
- Прислухайтеся, як звук лунає через кожний пакет.
- Зробіть висновки, порівнявши три звуки.
Ти впевнився/-лась, що через перший пакет з піском звук від монети було чути найкраще, а через пакет з повітрям – найслабше. Дослід демонструє, що звук сприймається неоднаково. Поширення звуку залежить від середовища, через яке цей звук проходить. Звук передається, коли частинки середовища коливаються і змушують коливатися сусідні частинки. Тому, що ближче перебуватимуть частинки одна біля одної, то краще поширюватиметься звук у цьому середовищі. Звук не може поширюватись без частинок, що коливаються, а отже, і без середовища.
Звук характеризується швидкістю, з якою поширюється звукова хвиля в середовищі.
На швидкість поширення звуку впливає температура середовища, його густина. У теплому повітрі звук поширюється краще. І що більша густина середовища, то швидше поширюється звук.
Швидкість поширення звуку в повітрі дорівнює 340 м/с. Так, знаючи час проходження звукової хвилі, можна визначити відстань до джерела звуку.
Цікаво. Якщо звук поширюється у повітрі зі швидкістю, більшою ніж 340 м/с, утворюється надзвукова хвиля. Першим джерелом надзвукової хвилі вважають батіг. Характерне клацання після помаху батогом зумовлене тим, що його кінчик рухається зі швидкістю, більшою ніж 340 м/с. Гучний звук, схожий на вибух, можна почути, коли летить літак з надзвуковою швидкістю.
Як можна використовувати відбивання звуку.
Звукові хвилі, як і світлові, поширюються прямолінійно. Коли звукова хвиля потрапляє на перешкоду, вона відбивається у зворотному напрямку і може потрапити до наших вух. Так утворюється відлуння.
Озирніться навкруги і зверніть увагу, як розставлені парти у вашій класній кімнаті. Чому парти стоять саме так? Поміркуйте і скажіть, як потрібно посадити учнів і учениць, щоб вони краще чули одне одного.
Явище відлуння використовують у медицині. За допомогою ультразвукового сканування (УЗД – ультразвукова діагностика) можна дослідити внутрішні органи людського тіла. Кістки, м’язи, жир по-різному відбивають звукові хвилі. Комп’ютер перетворює відбиті звуки і створює зображення потрібного органа (мал. 68).
Цікавим і корисним є використання відбивання звукових хвиль у пристрої, який має назву ехолокатор (мал. 69). Цей прилад дає змогу виявити і визначити місцезнаходження предметів за допомогою ультразвуку. Він допомагає в дослідженні тваринного підводного світу, морського та океанічного дна.
Завдяки явищу відлуння такі тварини, як кажани і дельфіни можуть орієнтуватися в просторі, коли видимість обмежена або взагалі нічого не видно. Кажан видає ультразвук через спеціальний орган. Ультразвукові хвилі відбиваються навіть дрібними комахами. Відбиті від перешкоди звукові хвилі вловлюють вуха, і таким чином кажан здатний орієнтуватися в темряві й навіть полювати. Дельфіни також визначають об’єкти у воді за допомогою ультразвуку. Вони здатні чути звуки під водою до 25 км.
Як чує звук людина.
Ти знаєш, з яких частин складається орган слуху людини (мал. 70). З’ясуємо, як ми чуємо звуки, що лунають навкруги. Звук від джерела через середовище, в якому коливаються частинки повітря, потрапляє у вушну раковину (1). Далі через слуховий прохід (2) коливання звукової хвилі змушують коливатися барабанну перетинку (3). Ці коливання передаються слуховим кісточкам (4), які, в свою чергу, передають коливання чутливій мембрані, що розташована у завитці (5). Слухові нерви (6) перетворюють звукові коливання на нервові імпульси, які надходять у мозок для розпізнавання.
Чи може бути звук шкідливим.
Занадто багато звуків, різних за гучністю, які заважають тобі сприймати потрібні звуки, перетворюються на шум. А якщо цей шум ще й гучний – це взагалі негативно впливає на організм людини. Музика, що голосно грає, тривале перебування в навушниках, з яких звучить улюблена мелодія, гучна робота автотранспорту, будівельної й ремонтної техніки можуть призвести до дратівливості, погіршення самопочуття, підвищення нервовості. Від тривалого сильного шуму на 60 % знижується продуктивність розумової праці. Учені довели, що гучні звуки, шуми, а також музика на концертах впливають не тільки на слуховий аналізатор, а й на шкіру, серце, органи дихання.
Шум шкідливий не лише для людини. Встановлено, що рослини під впливом шуму повільніше ростуть, у них спостерігають надмірне (навіть повне, що призводить до загибелі) виділення вологи через листки, можливі порушення клітин. Гинуть листки й квітки рослин, які зростають біля гучномовців. Аналогічно діє шум на тварин. Від шуму реактивного літака гинуть личинки бджіл, самі вони втрачають здатність орієнтуватися, в пташиних гніздах тріскається шкаралупа яєць. Від шуму знижуються надої в корів, приріст маси свиней, несучість курей. Хворобливо переносять шум риби, особливо у період нересту.
Шум відносять до фізичних факторів середовища життя, що впливають або можуть впливати на здоров’я людини, тварин і рослин.
Завжди дотримуйтесь тиші в громадських місцях, приміщеннях житлових будинків, транспорті. Перебуваючи на природі, пам’ятайте, що занадто гучна музика негативно впливає на рослинний і тваринний світ.
Для того щоб контролювати рівень шуму, користуються приладами, які називають шумомірами. Одиницею вимірювання гучності є децибел. Названа на честь американського вченого Александера Белла, який винайшов телефон і слуховий апарат.
Розглянь шкалу рівня шуму, створеного різними джерелами (мал. 71). Користуючись шкалою рівня шуму, розроби рекомендації, дотримання яких зменшить негативний вплив шуму.
Пам’ятайте! Больовий поріг шуму – 140 дБ, за 120 дБ з’являється біль, який стає нестерпним.
Звукові коливання можна перетворити на коливання електричного струму за допомогою мікрофона. Такий перетворений звук можна записувати на різні носії, змінювати, накладати. У звукових студіях спеціалісти записують і обробляють пісні виконавців. Щоб їм не заважали зовнішні шуми і відлуння, записують в ізольованій від звуків кімнаті, стіни якої зроблені з матеріалу, що не пропускає звук ззовні та поглинає всередині.
Коротко про головне
- Швидкість поширення звуку залежить від густини середовища, температури.
- Звукові хвилі в середовищі поширюються прямолінійно і здатні відбиватися й поглинатися.
- Відбивання звуку використовують у медицині, техніці, у дослідженні морів та океанів.
- Гучний звук шкідливо впливає на тваринний і рослинний світ й на людину.
Перевіряємо себе
- Чим звук схожий на світло?
- Коли швидше поширюється звук, уночі чи вдень?
- Чому дельфіни здатні чути звуки у воді на великій відстані?
- Як шум може вплинути на тварин?
- Оціни свою роботу на уроці, закінчи речення: Мені було цікаво/ нецікаво, тому що…; Мені було важко, коли…; Урок дав мені … .
Користуючись інформацією з параграфа та інтернет-джерелами, розробіть пам’ятку «Поради щодо зменшення шуму у квартирі».