Слайд 1Звуковые явления
Выполнил ученик 9 «А» класса
МОУ «СОШ №76»
Ленинского района города Саратова
Еремин
Тимофей
Руководитель: учитель физики
Поддубская А.Н.
Саратов, 2018
Слайд 2Оглавление
Введение
Что такое звук?
Исторические сведения
Стоячая волна
Интересные факты о фигурах Хладни
Применение фигур Хладни
Практическая
часть
Заключение
Список литературы
Слайд 3Введение
Цель работы: получить с помощью звуковых волн картины фигур Хладни, проверить,
как меняется картина распределения узлов и пучностей сыпучего материала от частоты звуковой волны.
Гипотеза: картина фигур Хладни зависит от частоты звуковой волны.
Слайд 4Задачи:
собрать и проанализировать информацию о фигурах Хладни;
собрать установку и провести
ряд опытов по получению фигур Хладни;
проанализировать результат.
Слайд 5Что такое звук?
Звук - это колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся
в виде волн в газообразной, жидкой или твердой средах.
Слайд 6Исторические сведения
Отец экспериментальной акустики - Эрнест Хладни.
Слайд 7Исторические сведения
Наибольшую известность принесли Хладни опыты по исследованию колебаний пластин с
помощью открытого им метода акустических, или звуковых «фигур», которые произвели огромное впечатление на современников.
Слайд 8Исторические сведения
Работы по исследованию фигур, образующихся из песка под воздействием звуковых
волн на колеблющихся пластинках.
Слайд 9Исторические сведения
Геометрические узоры, образующиеся под воздействием звука на песке, были названы
фигурами Хладни.
Слайд 10Эрнест Хладни
«Я нигде не мог найти научного объяснения разного рода колебаниям
и звучности тел. Между прочим, я заметил, что маленькая стеклянная или металлическая пластинка, подвешиваемая в разных точках, издавала различные звуки, когда я ударял по ней. Я захотел узнать причину этого различия звуков. Должен добавить, что тогда никто еще не производил исследований в этой области. Я зажал в тиски латунный кружок от шлифовальной машины за находившийся посредине него шип и заметил, что скрипичный смычок заставляет его издавать различные звуки в зависимости от места, где прикасается смычок»
Слайд 11Стоячая волна
Объяснить наблюдаемые Хладни явления, можно используя определение стоячей волны.
Стоячая
волна - колебания в распределённых колебательных системах с характерным расположением чередующихся максимумов - пучностей и минимумов - узлов амплитуды.
Слайд 12Интересные факты о фигурах Хладни
Наполеон пожелал видеть повторение опытов Хладни в
Тюильерийском дворце и отпустил Хладни 6000 франков для перевода его «Акустики» на французский язык.
После демонстраций, сделанных Хладни перед Французским институтом в 1809 г., последний назначил премию в 3000 франков за теоретический вывод формы некоторых звуковых фигур.
Только в 1883 г. Уитстон дал теорию, согласно которой могли быть правильно выведены хотя бы простейшие звуковые фигуры.
Слайд 13Применение фигур Хладни
В 1818 г. для совмещения отверстий в каменной плите
лестницы перед сверлением ее снизу строитель в Кобленце посыпал плиту песком, который при сверлении немного разрежался, точно указывая место для встречного сверления сверху.
Хладниевы фигуры нашли практическое применение при исследовании собственных частот диафрагм, микрофонов, а также нижней деки струнных смычковых инструментов.
Фигуры Хладни используются в дефектоскопии для исследования изделия в целом (например, пластинки или оболочки).
Слайд 14Применение фигур Хладни
В Шотландии есть рослинская капелла св. Матвея. На одной
из арок есть 213 резных каменных кубов, с вырезанных на них геометрическим рисунком. Отставной генерал ВВС Томас Митчел, со своим сыном пианистом Стюартом Митчелом сопоставили геометрические рисунки с фигурами Хладни, и пришли к выводу, что на кубах записаны частоты - ноты.
Собрав ноты воедино и творчески обработав их, они представили миру произведение - "Рослинский Мотет" (хоровое полифоническое сочинение на изречение из Библии).
Слайд 15Практическая часть
1. Опрос учащихся
Слайд 162. Сборка установки
Динамик мощностью 6 Вт и сопротивлением 8 Ом
Пластмассовый
стаканчик
Пистолет для склеивания
Пластина из текстолита
Усилитель (старый музыкальный центр)
Провода
Несколько болтиков и гаечек
Слайд 173. Получение фигур Хладни
Цель: наглядно продемонстрировать появление фигур Хладни.
Ход работы:
Подключаем динамик и поэтапно возбуждаем его на частотах 175 Гц, 222 Гц, 362 Гц и 435 Гц и наблюдаем за получаемой картиной узлов и пучностей из крупинок соли. Образование картины происходит приблизительно за 1-2 мин.
Фигуры получались только в этом диапазоне. Когда частота была меньше 175 Гц рисунок не складывался. Если частота выше 435 Гц, рисунок получался несимметричный.
Слайд 183. Получение фигур Хладни
175 Гц
Слайд 193. Получение фигур Хладни
222 Гц
Слайд 203. Получение фигур Хладни
362 Гц
Слайд 213. Получение фигур Хладни
435 Гц
Слайд 223. Получение фигур Хладни
Вывод: изменение возбуждаемой частоты влечет за собой
изменение картины узлов и пучностей. С увеличением частоты число пучностей и узлов увеличивается.
Слайд 23Заключение
Исходя их исследования, можно сделать вывод, что визуализация звуковых волн является
одним из красивейших зрелищ, который можно увидеть своими глазами при помощи многих экспериментов.
Слайд 24Список литературы
1. Дж. Уокер. Физический фейерверк. - М.: Издательство Мир,1989
2. http://www.nanometer.ru
3. www.youtube.com
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Фигуры_Хладни
5. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1341115