Konspekt lekcji do przedmiotu Fizyka i astronomia

Temat: Fale akustyczne - przenoszenie energii przez falę mechaniczną

Liczba godzin na realizację tematu: 1 h

Klasa: I a

Podręcznik oraz literatura uzupełniająca: Fizyka i astronomia 1

Co uczeń powinien już wiedzieć?

Powinien znać pojęcia: fala akustyczna, fala uderzeniowa, warunek rozchodzenia się fal mechanicznych, ultra- i infradźwięki

Powinien umieć: klasyfikować rodzaje fal, mechanizm rozchodzenia się fali mechanicznej

Cele:
• uczeń zna pojęcie natężenia dźwięku

• uczeń zna jednostkę natężenia dźwięku
• uczeń umie wyjaśnić pojęcie poziomem natężenia dźwięku
• uczeń umie obliczyć poziom natężenia dźwięku,
• uczeń umie wyjaśnić pojęcia próg słyszalności i próg bólu

• uczeń zna jednostkę poziomu natężenia dźwięku

Metody:
• eksperymentalna: pokaz, ćwiczenie uczniowskie,
• słowna: pogadanka, objaśnienie,

Formy pracy:
• grupowa jednolita,
• zbiorowa,
• indywidualna.

Pomoce dydaktyczne:
• plansze pokazowe
• podręcznik

Przebieg lekcji:

Miarą energii niesionej przez falę jest natężenie dźwięku.

1. Natężenie dźwięku - jest to ilość energii przepływającej w jednostce czasu (moc) przez jednostkę powierzchni ustawionej prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali.

Aby fala była słyszalna jej natężenie nie może być zbyt małe. Graniczna wartość natężenia nazywa się progiem słyszalności. Próg ten jest różny dla różnych częstotliwości i został on określony doświadczalnie

2. Próg słyszalności - minimalne natężenie dźwięku słyszalne przy danej częstotliwości.

3. Próg bólu - maksymalne natężenie słyszalne przy danej częstotliwości.

4. Wykres zależności natężenia dźwięku od częstotliwości

Z pokazanej krzywej wynika, że ucho ludzkie jest najwrażliwsze na dźwięki o częstotliwości zbliżonej do 1000 Hz. Minimalna wartość natężenia przy tej częstotliwości (I₀) wynosi ok. 10^{- 12} W/m².

      Dla każdego dźwięku istnieje też ograniczenie z góry. Począwszy od pewnej wartości natężenia ucho zaczyna odczuwać ból. Przy skrajnych wartościach częstotliwości (20 i 20 000 Hz) linia bólu leży bardzo blisko progu słyszalności. Najpóźniej ból pojawia się przy częstotliwości rzędu 1000 Hz.

5. Poziom natężenia dźwięku (oznaczenie L, jednostka [L] = B (bel); dB = 10^-2B

L = n⋅10dB; I = I₀⋅10ⁿ

- natężenie progu słyszalności

Poziom natężenie dźwięku wynosi n - beli, jeżeli jego natężenie jest 10ⁿ razy większe od natężenia I₀.

Gdy poziom natężenia dźwięku wynosi 130 dB, to może spowodować nieodwracalne uszkodzenie słuchu.

6. Zadania:

0 dB - najcichszy dźwięk jaki można usłyszeć
10 dB - szelest opadającego liścia
30 dB - szept, tykanie zegarka z odl. 1m
40 dB - śpiew ptaków
80 dB - motocykl, pociąg, głośny krzyk
100 dB - grzmot, samochód ciężarowy
130 dB - startujący odrzutowiec
120 dB - próg bólu.

---