Лаборатория открытий. Звук: природа, источники, распространение

 Сегодня первоклассники, с горящими глазами и миллионом вопросов, погрузились в удивительный мир звуков. 

Наше путешествие в мир звуков началось с загадки: как насекомые, у которых нет ни лёгких, ни голосовых связок, умудряются издавать такие интересные звуки? 

Соня быстро догадалась, что дело не в горле, а в крыльях и других частях тела

Мы посмотрели видео о кузнечике и узнали, что он стрекочет, смыкая и размыкая надкрылья, как ножницы. Вибрация, которая при этом возникает, и создаёт знакомый нам звук. А майский жук жужжит так громко, потому что его крылья делают множество мощных взмахов в секунду, и эти колебания попадают в звуковой диапазон, который мы можем услышать.

А комар? Этот маленький, но настойчивый музыкант пищит благодаря своим крыльям. Когда комар летит, его крылья совершают около 500 взмахов в секунду! Эти быстрые удары по воздуху создают высокий звук, который мы слышим как назойливый писк.

Так что, даже без голосовых связок, комар умудряется "петь" — правда, его "песня" не всегда радует наши уши. Но зато теперь мы знаем, что это не просто писк, а целый мини-концерт, который устраивает комар своими крыльями! Оказывается, насекомые — настоящие музыканты, которые создают музыку своими движениями!

Затем мы перешли к опытам. Первый эксперимент — «Как возникает звук?» 
Ребята узнали, что звук рождается из вибраций. Мы взяли линейку, ударили по ней, и она зазвучала. «Это как будто она танцует!» — воскликнул один из учеников.  И правда, звук — это танец предметов, их колебания, которые передаются воздушным «человечкам» (так мы называем молекулы воздуха).

А ещё это очень похоже на то, как воспроизводят звуки насекомые! 

Далее мы превратили обычный бумажный стаканчик и канцелярскую резинку в миниатюрный музыкальный инструмент. Надели резиновое колечко на стакан, приложили его дном к уху и дёрнули резинку, как струну. И — о чудо! — резинка начала дрожать, а в ухе раздался звук.

Но самое интересное произошло, когда мы остановили дрожание резинки рукой. Звук мгновенно исчез! Это стало наглядным доказательством: звук возникает только тогда, когда что-то дрожит или колеблется.

Мы также попробовали повторить опыт с контейнером, натянув на него несколько резинок. Каждая из них превратилась в струну, и, дергая их, мы снова услышали звук. А когда зажали струну рукой, дрожание прекратилось, и звук исчез. Именно так работают струнные инструменты. 

Объяснение этому явлению мы нашли с помощью «воздушных человечков» — молекул воздуха. Когда резинка дрожит, она толкает «человечков», те передают колебания друг другу, и в итоге звук доходит до наших ушей. А если дрожание остановить, «человечки» перестают двигаться, и звук пропадает.

Этот опыт помог нам понять, что звук — результат вибраций, которые передаются через воздух. И даже обычная резинка может стать источником музыки, если заставить её дрожать! 

Следующий опыт — «Звуковая волна» — стал настоящим магическим шоу! Мы превратили обычный пищевой контейнер, пищевую плёнку и кондитерские шарики в удивительный прибор для наблюдения за звуком.

Сначала мы натянули плёнку на контейнер, создав импровизированный барабан. Насыпали сверху немного кондитерской посыпки — крошечные шарики, которые должны были стать нашими помощниками в этом эксперименте.

Затем включили музыку через колонку и стали наблюдать за чудом: как только зазвучали первые ноты, шарики начали подпрыгивать на плёнке! Чем громче была музыка, тем активнее они двигались.

Этот опыт наглядно показал, что звук — это не просто то, что мы слышим, но и то, что можно увидеть. Звуковые волны заставляли плёнку вибрировать, а шарики танцевали под эту вибрацию, как маленькие артисты.

Мы попробовали менять громкость и заметили, что при тихой музыке шарики едва шевелились, а при громкой — прыгали так, будто устроили настоящую дискотеку.

Ребят заинтересовал вопрос: распространяется ли звук в воде? Слышат ли рыбы, что происходит вокруг них? А как же подводные лодки? Ведь под водой темно, и глаза там не помогут — как тогда лодки ориентируются?

Чтобы это выяснить, мы провели эксперимент «Звуки в воде». Каждый участник закрыл одно ухо самодельными берушами, чтобы сосредоточиться только на звуках, передающихся через воду. 

Ко второму уху мы приложили чашку с водой. Помощники, стоящие позади, бросали в чашку камешки, а участники на пальцах показывали, сколько падений они услышали.

Результаты были удивительными! Оказалось, что звук действительно передается через воду, и участники смогли точно определить количество падений камешков. Мы сравнили результаты и убедились, что вода — отличный проводник звука.

Этот опыт помог нам понять, что рыбы действительно могут слышать, ведь звуковые волны в воде распространяются даже лучше, чем в воздухе. Вода плотнее, и «водяные человечки» (молекулы воды) передают колебания быстрее и эффективнее.

А как же подводные лодки? Мы задумались: если под водой темно, и глаза там бесполезны, то как лодки «видят» друг друга? Оказывается, они используют звук! Подводные лодки оснащены специальными приборами — гидролокаторами, которые посылают звуковые сигналы. Эти сигналы отражаются от объектов и возвращаются обратно, позволяя лодкам «слышать», что происходит вокруг.

Так что, хотя у подводных лодок нет глаз, у них есть «уши» — звук помогает им ориентироваться в подводном мире.

Далее мы узнали, как звук ведёт себя в разных средах: в твёрдых телах, жидкостях и газах. Мы использовали простые материалы — пакеты с песком, водой и воздухом, чтобы понять, как звук передаётся через них.

Ход эксперимента:

Мы начали с подготовки. Первый пакет наполнили наполовину песком, выпустили оставшийся воздух и плотно закрыли его. Второй пакет наполнили водой, а третий — воздухом, надув его, как воздушный шарик.

Затем мы положили голову на стол и приложили ухо к его поверхности. Тихонько постучали по столу карандашом. 

Звук был чётким и громким — это потому, что стол, как твёрдое тело, отлично передаёт вибрации.

Потом мы положили пакет с песком на стол и приложили к нему ухо. Снова постучали карандашом. Звук был немного приглушенным, но всё же хорошо слышным. Песок, хоть и не такой плотный, как дерево, всё же передаёт колебания.

Следующим шагом мы заменили пакет с песком на пакет с водой. Звук стал тише и мягче. Вода, как жидкость, передает звук, но не так эффективно, как твёрдое тело.

Наконец, мы приложили ухо к пакету с воздухом. Звук был едва слышен! Воздух, как газ, хуже всего передаёт колебания, потому что «воздушные человечки» находятся далеко друг от друга и не так быстро передают вибрации.

Объяснение:

Мы вспомнили, что всё вокруг нас состоит из «маленьких человечков» — молекул. В твёрдых телах они стоят близко друг к другу и крепко держатся за руки, поэтому звук передаётся быстро и четко. В жидкостях человечки стоят свободнее, и звук распространяется медленнее. А в газах, где человечки далеко друг от друга, звук передается хуже всего.

Этот опыт помог нам понять, что звук — это результат вибраций, которые передаются через разные среды. И теперь мы знаем, почему в твёрдых телах звук слышен лучше всего, а в воздухе — хуже.

Для просмотра видео на мобильном телефоне или планшете необходимо переключиться внизу страницы на веб-версию блога

Каждый эксперимент помог нам лучше понять природу звука. Мы не только узнали много нового, но и почувствовали себя настоящими учёными-акустиками. Звуки окружают нас повсюду, и они — часть нашей жизни. А главное — в очередной раз убедились, что мир вокруг нас полон удивительных явлений, которые можно изучать и объяснять.

Занятие закончилось, но вопросы остались: а что ещё можно узнать о звуке? Как он ведёт себя в других средах? Мы обязательно продолжим наши исследования, потому что наука — это бесконечное приключение! Следите за нашими новостями...