7) describes qualitatively the relationship between sound pitch and wave frequency and the relationship between the volume of the sound (loudness) and wave energy as well wave amplitude.
The ear collects energy only from the area which it occupies. For the sensation of volume, the energy expressed in a unit of time per a unit of surface is important.
A volume of the sound is its characteristic property. The volume represents the ratio of energy transmitted by the sound wave in a time unit per surface. Thus, it is the ratio of the sound powersound powersound power in relation to a particular surface.
where: - volume of sound in relation to the surface , - the power of the acoustic wave reaching the surface (the power emitted by the sound source in the form of an acoustic wave), - the surface which the sound falls on.
A 10 times higher volume is not perceived by a human as 10 times louder sound.
That is why we enter a unit called the sound level [dB]. To determine the level of sound intensity, the reference frequency is set to f = 1000 Hz. For her, the threshold of hearing is . This is the zero point of the new scale. The intensity of 10 times greater is 10 dB, 100 more is 20 dB etc.
[Illustration 1]
Area of hearing: In order to hear a given sound, it is not enough that the frequency of sound is in the range of 116 Hz – 20000 Hz (20 kHz). The volume of sound should also be over a certain threshold, below which we will not perceive auditory sensations. It is called „the hearing threshold”.
However, above a certain volume of sound, it is not possible to perceive any auditory sensations. We will only feel pain. In his case the threshold of the volume of sound is called „the pain threshold”.
The volume of the sound is a quantity which describes the power of the acoustic wave per a unit area . A unit called the sound level [dB] is introduced. f = 1000 Hz is the reference value of frequency. Thus, the hearing thresholdhearing thresholdhearing threshold equals . This is the zero point of the new scale.
In order to hear a given sound, it is not enough that the frequency of sound is in the range of 16 Hz - 20 kHz. The volume of sound should also be over a certain threshold, below which we will not perceive auditory sensationsauditory sensationsauditory sensations. It is called „the hearing threshold”.
However, above a certain volume of sound, it is not possible to perceive any auditory sensationsauditory sensationsauditory sensations. We will only feel pain. In his case the threshold of the volume of sound is called „the pain thresholdpain thresholdpain threshold”.
Selected words and expressions used in the lesson plan
10 dB – szelest liści przy łagodnym wietrze, 20 dB – szept, 30 dB – bardzo spokojna ulica bez ruchu, 40 dB – szmery w domu, 50 dB – szum w biurach, 60 dB – odkurzacz, 70 dB – wnętrze głośnej restauracji, darcie papieru, wnętrze samochodu, 80 dB – głośna muzyka w pomieszczeniach, trąbienie, 90 dB – ruch uliczny, 100 dB – motocykl bez tłumika, 110 dB – piła łańcuchowa, 120 dB – wirnik helikoptera w odległości 5 metrów, 140 dB – start myśliwca, 160 dB – eksplozja petardy, 190 dB – start statku kosmicznego, 220 dB – eksplozja bomby atomowej.
Aby usłyszeć dany dźwięk nie wystarczy by jego częstotliwość była z zakresu 16 Hz – 20 kHz. Konieczne jest także pewne progowe natężenie dźwięku, poniżej którego nie odbierzemy wrażeń słuchowych. Jest to tzw. próg słyszalności.
Natomiast powyżej pewnego natężenia dźwięku nie odbierzemy już żadnych wrażeń słuchowych. Odczujemy tylko ból. Stąd nazwa próg bólu.
mf74bbb76ce807d52_1528449000663_0
Głośno czy cicho - natężenie dźwięku
mf74bbb76ce807d52_1528449084556_0
Drugi
mf74bbb76ce807d52_1528449076687_0
VIII. Ruch drgający i fale. Uczeń:
7) opisuje jakościowo związek między wysokością dźwięku a częstotliwością fali oraz związek między natężeniem dźwięku (głośnością) a energią fali i amplitudą fali.
mf74bbb76ce807d52_1528449068082_0
45 minut
mf74bbb76ce807d52_1528449523725_0
Wprowadzenie pojęcia natężenia dźwięku oraz poziomu natężenia dźwięku.
mf74bbb76ce807d52_1528449552113_0
1. Zdefiniowanie pojęcia mocy akustycznej.
2. Wprowadzenie pojęcie natężenia dźwięku.
3. Przedstawienie pojęcia poziomu natężenia dźwięku.
mf74bbb76ce807d52_1528450430307_0
Uczeń:
- posługuje się pojęciem natężenia dźwięku,
- wykorzystuje poziom natężenia dźwięku do rozwiązywania powstałych problemów.
mf74bbb76ce807d52_1528449534267_0
1. Wykład problemowy.
2. Formułowanie problemów i pomysłów ich rozwiązywania.
mf74bbb76ce807d52_1528449514617_0
1. Współpraca w grupie.
2. Sporządzanie notatek z lekcji.
mf74bbb76ce807d52_1528450127855_0
Odpowiedz na pytania wprowadzające:
1. Co to jest fala dźwiękowa?
2. Wymień cechy fali dźwiękowej.
3. Czy rozchodząca się fala dźwiękowa przenosi energię ?
4. Czy każdy dźwięk z zakresu od 16 Hz do 20 kHz jest dla nas słyszalny?
mf74bbb76ce807d52_1528446435040_0
Ucho zbiera energię tylko z obszaru jaki samo zajmuje, więc dla wrażenia głośności istotna jest energia padająca w jednostce czasu na jednostkę powierzchni.
Charakterystyczną cechą dźwięku jest natężenie. Natężenie przedstawia stosunek energii przenoszonej przez falę głosową w jednostce czasu do powierzchni. Jest to więc stosunek mocy akustycznej padającej na określoną powierzchnię.
gdzie: - natężenie dźwięku padającego na powierzchnię , - moc fali akustycznej docierającej do powierzchni (moc emitowana przez źródło dźwięku w postaci fali akustycznej), - powierzchnia na którą pada dźwięk.
10 razy większe natężenie dźwięku nie jest przez człowieka odbierane jako 10 razy głośniejszy dźwięk.
Dlatego wprowadza się jednostkę zwaną poziomem natężenia dźwięku [dB]. Dla określenia poziomu natężenia dźwięku ustala się częstotliwość odniesienia jako f = 1000 Hz. Dla niej próg słyszalności wynosi . Jest to punkt zerowy nowej skali. Natężenie 10 razy większe to 10 dB, 100 większe to 20 dB itd.
[Ilustracja 1]
Obszar słyszalności: Aby usłyszeć dany dźwięk nie wystarczy by jego częstotliwość była z zakresu 16 Hz – 20000 Hz (20kHz). Konieczne jest także pewne progowe natężenie dźwięku, poniżej którego nie odbierzemy wrażeń słuchowych. Jest to tzw. próg słyszalności.
Natomiast powyżej pewnego natężenia dźwięku nie odbierzemy już żadnych wrażeń słuchowych. Odczujemy tylko ból. Stąd nazwa próg bólu.
[Ilustracja 2]
[Ilustracja interaktywna]
Przykładowe wartości poziomu natężenia dźwięku:
10 dB – szelest liści przy łagodnym wietrze, 20 dB – szept, 30 dB – bardzo spokojna ulica bez ruchu, 40 dB – szmery w domu, 50 dB – szum w biurach, 60 dB – odkurzacz, 70 dB – wnętrze głośnej restauracji, darcie papieru, wnętrze samochodu, 80 dB – głośna muzyka w pomieszczeniach, trąbienie, 90 dB – ruch uliczny, 100 dB – motocykl bez tłumika, 110 dB – piła łańcuchowa, 120 dB – wirnik helikoptera w odległości 5 metrów, 140 dB – start myśliwca, 160 dB – eksplozja petardy, 190 dB – start statku kosmicznego, 220 dB – eksplozja bomby atomowej.
[Ilustracja 3]
mf74bbb76ce807d52_1528450119332_0
Natężenie dźwięku jest wielkością które opisuje moc fali akustycznej przypadającej na jednostkową powierzchnię . Wprowadza się jednostkę zwaną poziomem natężenia dźwięku [dB]. Wzorcową częstotliwością jest f = 1000 Hz. Dla niej próg słyszalności wynosi . Jest to punkt zerowy nowej skali.
Aby usłyszeć dany dźwięk nie wystarczy by jego częstotliwość była z zakresu 16 Hz – 20 kHz. Konieczne jest także pewne progowe natężenie dźwięku, poniżej którego nie odbierzemy wrażeń słuchowych. Jest to tzw. próg słyszalności.
Natomiast powyżej pewnego natężenia dźwięku nie odbierzemy już żadnych wrażeń słuchowych. Odczujemy tylko ból. Takie natężenie dźwięku nazywamy progiem bólu.