Интерференция звука
методическая разработка (9 класс)

Разработка нестандартного урока по физике

Выполнили: Хомушку Ш.М.

Ак-Довурак - 2014

Тема: § 42. Интерференция звука (9 класс)

Цель: объяснение явления интерференции и примеры проявления  интерференции в природе.

Обучающие:

• Повторить понятия из предыдущих тем (волна, амплитуда, период, частота колебаний, длина волны);
• Изучить процесс сложения волн от двух когерентных источников звука в пространстве;
• Выяснить условия возникновения максимумов и минимумов амплитуд колебаний;
• Способствовать формированию у учащихся понятия интерференция.

Развивающие:

1. Развивать представления понятия  волна для решения задач из разных сфер человеческой деятельности.
2. Развивать умение работы с источником информации с помощью ролика-анимации и карточек.
3. Способствовать развитию навыков анализа и синтеза через демонстрационный опыт.
4. Развивать у учащихся самостоятельность при работе с кроссвордом и при решении качественной задачи.

Воспитательные:

• Воспитывать умение общаться друг с другом при обсуждении результатов опыта.

Тип урока: освоение и закрепление нового материала.

Оборудование: презентация (среда POWER POINT), ролик-анимация для объяснения материала и контрольного диктанта, проектор, компьютер.

Программные средства: Microsoft PowerPoint, Adobe Flash Player.

Домашнее задание. Кроссворд по главе «Механические колебания и волны».

План- график урока

1. Организационный момент. (2 мин).        

Приветствие, приготовление доски и проектора. (1 мин).        

Отметка отсутствующих (1 мин).

2. Домашнее задание. (2 мин)

Раздать карточки с кроссвордом (1 мин).

Запись в дневники о выполнении кроссворда и подготовке к контрольной работе по главе «Механические колебания и волны».(1 мин)

3. Повторение опорных знаний. (8 мин).

Раздать карточки с заданием и объяснить выполнение (1 мин).

Выполнение (6 мин)

Собрать карточки (1 мин).

4. Объяснение нового материала. (20 мин).

Сообщение темы и цели урока. (1 мин)

Объяснение новой темы (19 мин).

Демонстрация опыта, показывающего возникновение интерференции от двух когерентных источников звука.(10 мин)

Анализ результатов опыта (9 мин)

5. Закрепление. Практическая работа (5 мин) 

Закрепление  изученной темы с выполнением качественной задачи.

6. Итог. (2 мин). 

Итог деятельности учащихся. Постановка оценок. (2 мин).

План- конспект

1. Организационный момент (2 мин).        

Здравствуйте дети, садитесь! Сначала отметим отсутствующих.

2.Запись домашнего задания в дневники (2 мин).

Учащимся раздаются карточки с кроссвордом (1 мин).

Откройте дневники, запишите домашнее задание: выполнить кроссворд  и приготовиться к контрольной работе по главе «Механические колебания и волны». Закрываем дневники, и отложите их в сторонку (1 мин).

3. Повторение опорных знаний  (8 мин).

Для начала проверим ваши знания по пройденным темам. Класс делим на четыре варианта.

Раздать карточки с заданием и объяснить выполнение (1 мин).

Собрать карточки (7 мин).

Итак, вы показали, что у вас достаточно знаний по пройденным темам.

4. Объяснение нового материала. (20 мин).

Сообщение темы и цели урока. (1 мин)

Учитель. А теперь, внимание на экран. Слышали ли вы слово интерференция?

Ученики. Нет.

Учитель. Тогда наблюдали вы когда-нибудь поведение волн, получившихся от двух камней, брошенных в пруд на некотором расстоянии друг от друга?

Ученики. Да.

Учитель. Что при этом происходит с волнами?

Ученики. Когда волны от камней накладываются друг на друга, то они усиливаются, и получается более высокая волна. Там, где одна волна накладываются на впадины другой, волны гасят друг друга. 

Учитель. Такое явление называется интерференцией.

Объяснение новой темы с помощью демонстрационного опыта (10 мин).

Учитель. Все открываем тетради и записываем сегодняшнее число и новую тему: «Интерференция звука» (презентация слайд №1). Сегодня мы рассмотрим опыт по сложению звуковых волн от двух источников. Выполнение опыта будем рассматривать на ролике-анимации. Опыт также показан  в книге на странице 132.  

Цель опыта.

Учитель. Мы должны рассмотреть процесс сложения волн от двух источников звука в пространстве и  исходя из результатов опыта, выяснить причины возникновения интерференции.

Установка опыта.

Учитель. Открываем страницу 132. Прочитайте и скажите, какие приборы нам нужны для опыта?

Ученики. Два громкоговорителя, звуковой генератор, микрофон, усилитель низких частот, гальванометр и демонстрационный метр.

Учитель. Какая схема должна быть собрана для опыта?

Ученики. В опыте мы должны собрать схему из громкоговорителей Гр1 и Гр2, подключенных к звуковому генератору ЗГ и настраиваем их на частоту 1000 Гц, т. е. на длину волны, приблизительно равную 34 см. Звук, излучаемый громкоговорителями, попадая в микрофон М, преобразуется в электрические колебания. Эти колебания усиливаются усилителем низкой частоты УНЧ и регистрируются гальванометром Г. Между громкоговорителями и микрофоном размещен демонстрационный метр.

Ход работы. 

Учитель. Включаем на ролике-анимации слайд №3. Для начала поочередно подключаем  к генератору громкоговорители, нажимая на них мышкой.  Что мы видим?

Ученики. Мы видим, что стрелка гальванометра показывает одинаковые значения для каждого громкоговорителя. И что их амплитуда тоже одинакова.

Учитель. Включаем на ролике-анимации слайд №4. Теперь подключим оба громкоговорителя одновременно. Что изменилось ребята?

Ученики. Когда подключаем оба громкоговорителя стрелка гальванометра отклонилась почти до конца шкалы, то есть показания гальванометра увеличились по сравнению с первым случаем.

Учитель. Рассмотрим следующий случай. Включаем на ролике-анимации слайд №5. Начинаем медленно приближать второй громкоговоритель к микрофону. Что при этом мы наблюдаем? 

Ученики. При приближении стрелка гальванометра начинает перемещаться к нулю. Когда расстояние станет около 17 см (то есть равно половине звуковой волны), показания гальванометра уменьшиться до нуля.

Учитель. Рассмотрим последний случай. Включаем на ролике-анимации слайд №6.  Продолжаем приближать второй громкоговоритель к микрофону. Что мы увидели в последнем случае?

Ученики. Когда мы продолжаем приближать второй микрофон, то показания гальванометра начнут возрастать, и достигнут максимального значения, когда расстояние станет равно 34 см (то есть длине волны).

Анализ результатов опыта (9 мин)

Учитель. Включаем на ролике-анимации слайд №4. Во втором случае, когда подключим оба громкоговорителя одновременно. Что у нас происходило ребята?

Ученики. Когда подключаем оба громкоговорителя стрелка гальванометра отклонилась почти до конца шкалы, то есть показания гальванометра увеличились по сравнению с первым случаем.

Учитель. О чем говорит увеличение показаний гальванометра?

Ученики. Это говорит о том, когда подключены оба громкоговорителя, то звуковые волны, складываясь, усиливают друг друга, то есть амплитуда колебаний в суммарной волне больше, чем в одиночной.

Учитель. Записываем в тетради наш вывод. Рассмотрим следующий случай. Включаем на ролике-анимации слайд №5. Мы медленно приближали второй громкоговоритель к микрофону. Что при этом мы наблюдали? 

Ученики. При приближении стрелка гальванометра начинает перемещаться к нулю. Когда расстояние станет около 17 см (то есть равно половине звуковой волны), показания гальванометра уменьшиться до нуля.

Учитель. Во втором случае,  звуковые волны, складываясь волны, усиливали друг друга, что же случилось на этот раз?

Ученики. Это означает, что в этом случае звуковые волны гасят друг друга, то есть амплитуда суммарной волны равна нулю.

Учитель. Молодцы! Записываем в тетради результат и вывод из этого случая. Также записываем,  что разность расстояний, пройденных волнами до одной и той же точки, называется разностью хода двух волн. Теперь рассмотрим последний случай. Включаем на ролике-анимации слайд №6. Мы продолжаем приближать второй громкоговоритель к микрофону. Что мы увидели в последнем случае?

Ученики. Когда мы продолжаем приближать второй микрофон, то показания гальванометра начнут возрастать, и достигнут максимального значения, когда расстояние станет равно 34 см (то есть длине волны).

Учитель. Записываем наш вывод последнего случая. При каких источниках звука мы проводили данный опыт?

Ученики. У источников звука была частота колебаний равная 1000 Гц.

Учитель. Верно! Записываем определение:

Когерентные волны - это волны, разность фаз которых остается постоянной во времени. Когерентными могут быть лишь волны с одинаковой частотой.

Учитель. Что происходило с волнами в процессе сложения?

Ученики. В процессе сложения двух когерентных возникала не меняющаяся со временем картина распределения в пространстве максимумов и минимумов амплитуд колебаний.

Учитель. Такая картина называется интерференционной картиной. Записываем  следующее определение:

Явление сложения в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих колебаний, называется интерференцией.

Интерференционная картина может получиться только при сложении волн с одинаковой частотой. Явление интерференции характерно для волн любых видов: упругих, электромагнитных, волн на поверхности воды.

Учитель. Кто-нибудь наблюдал явление интерференции в повседневной жизни.

        Ученики. Нет.

Учитель. Можем провести небольшой опыт для наблюдения интерференции. Для этого поворачиваем оба излучающих звук громкоговорителя в сторону аудитории. Все, прикрыв одно ухо рукой и медленно наклоняясь то влево, то вправо, будет слышать либо усиление, либо ослабление громкости звука в зависимости от того, в какую зону попадает его открытое ухо — в область интерференционного максимума или минимума.

5. Закрепление. Практическая работа (8 мин).

Закрепление  изученной темы с выполнением заданий на ролике в слайдах 7 и В. Слайд 7 качественная задача, слайд В – дать ответы на вопросы.

6. Итог урока. Выставление оценок (2 мин).

На уроке мы узнали одно из необычных явлений – явление интерференции. Узнали понятие когерентности волн и разности хода волн. Урок окончен. До свидания!