Цели урока:
- Образовательные : сформировать у учащихся знания волновых свойств звука, строения и функций органа слуха, значения органа слуха в жизни человека и животных;
- Развивающие : развивать мыслительную активность учащихся, умения связывать материал курсов физики, анатомии, физиологии и гигиены человека, выявлять причинно-следственные связи в процессе акустики, распространения звуковых волн и их преобразования;
- Воспитательные : воспитывать бережное отношение к своему здоровью на основе знаний о профилактике нарушений слуха, о вредном воздействии шума на организм человека.
Оборудование: модель черепа человека, разборная модель “Ухо”, камертон, органная труба, балалайка, магнитофон с записями звуков различной высоты и шумов, таблица “Орган слуха. Слуховой анализатор”, диапозитивы “Гигиена органа слуха”, двугорлая банка, заполненная водой и затянутая резиновыми пластинами, кроссворд, карточки с заданиями для проверки знаний, лист с занимательными вопросами.
Ход урока
“Человек страшится только того, чего он не
знает,
знанием побеждается всякий страх”.
В.Г.Белинский.
I. Организационный момент: сообщение темы и плана работы на уроке.
II. Повторение домашнего задания:
- Что такое анализатор? Назовите его части и их функции.
- Зарисовать на доске схему строения анализатора, подписать его части.
- Каково значение анализаторов в познании природы человеком?
- Для чего человеку слух?
III. Объяснение нового материала:
Учитель физики: Человек живет в мире звуков. Звук – это то, что мы слышим: голоса людей, пение птиц, звуки музыкальных инструментов, шум леса, гром во время грозы. Звучат работающие машины, движущийся транспорт. Все колеблющиеся тела – источники звука. Во время звучания “увеличивается” толщина струны, вследствие ее колебания.
( Демонстрация колебаний струны балалайки).
Колеблется также и воздушный столб у органной трубы.
В воздухе звуковая волна является продольной, т.к. в газе только такие волны и возможны. Для возникновения звуковой волны, необходимо, чтобы колебания имели определенную частоту.
(Демонстрация камертоном звуков – ля и ре).
Камертон – прибор для настройки музыкальных инструментов. Если мы размахиваем руками, то создается волна, но звук мы не слышим, потому что для возникновения звука нужно размахивать руками с частотой более 20 раз в секунду. Звук может распространяться в твердой и жидкой средах. Колебания частиц в жидкостях вызываются силами упругости при сжатии и расширении жидкости. В твердых телах звуковые волны могут быть и поперечными, т.к. в твердых телах наблюдают деформации сдвига и сжатия с растяжением.
Звук имеет определенную скорость. В жидких и твердых телах скорость звука больше, чем в газах.
Скорость звука впервые была измерена в 1827 г. на Женевском озере в Швейцарии. В одной лодке поджигали порох и одновременно ударяли в подводный колокол. Ругая лодка находилась на расстоянии 14 км от первой, на ней улавливали звук с помощью подводного рупора. По разности времени между вспышками света и приходом звукового сигнала определили скорость звука.
Звуки отличаются друг от друга тоном. Тон – это частота колебаний в звуковой волне. Звук характеризуется также и громкостью. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний. Единицей громкости является децибел (дБ). Ощущение звука вызывается звуковыми волнами, достигающими органа слуха – уха.
Учитель биологии:
Человек воспринимает звуковые волны – раздражения органом слуха – ухом. Слуховой аппарат имеет небольшие размеры и располагается в черепе, что хорошо защищает его от повреждений. Орган слуха состоит из 3-х частей, которые имеют следующее строение:
- Наружное ухо образовано хрящевой ушной раковиной. Она улавливает звуковые колебания и направляет их в наружный слуховой проход – канал, длиной 2,5 – 2,7 см, который передает их на барабанную перепонку, тонкую эластичную перегородку разной толщины, что позволяет различать тон звуков. Слуховой канал выстлан эпителиальной тканью отдельные, клетки которой (видоизмененные потовые железы) вырабатывают ушную серу. Она защищает барабанную перепонку от механических частиц. Барабанная перепонка не имеет собственных колебаний и колеблется соответственно колебаниям воздуха, передавая их в среднее ухо.
- Среднее ухо – это полость заполненная воздухом, в которой находятся слуховые косточки. За их форму они и получили свои названия – молоточек, наковальня и стремечко. Среднее ухо соединено с носовой полостью евстахиевой трубой и ротовой полостью для выравнивания давления на барабанную перепонку.
- Внутреннее ухо – представляет собой перепончатый лабиринт, спирально закрученный канал, называемый слуховой улиткой, заполненный жидкостью (лимфой).В ней расположен кортиев орган, пластинку которого составляют 12000 – 24000 тонких волоконец различной длины. На другой стороне пластинки расположены чувствительные волоски и клетки – рецепторы, воспринимающие колебания жидкости. Жидкость приходит в колебания при поочередных надавливаниях стремечка на овальное окно и выпячивания круглого окна, расположенного под овальным.
(Лабораторный опыт: выдох при закрытых носе и рте).
Слуховые косточки весят всего 50 мг, но усиливают колебания воздуха в 50 раз. Барабанная перепонка соединена с молоточком и передает колебания на наковальню, а та на стремечко, которое передает их на овальное окно внутреннего уха.
(Лабораторный опыт – двугорлая банка с затянутыми горлами эластичными резиновыми пленками. Надавливая пальцем на пленку одного горла видно выпячивание пленки на другом. Таким образом при постоянных надавливаниях жидкость в банке приходит в колебательное движение).
Таким образом возбуждение из улитки передается на слуховой нерв и по нему в слуховую зону височных долей коры больших полушарий головного мозга.
(С/р. Зарисовать схему слухового анализатора в тетради, один на доске и подписать его части.)
2. Любые повреждения частей анализатора приводят к нарушениям слуха, поэтому нужно знать правила, предупреждающие нарушения слуха.
Самостоятельная работа с учебником “Биология. Человек” БатуевА.С.статья “Предупреждение нарушений слуха” - выписать основные причины, ведущие к нарушению слуха и их последствия:
- Накопление ушной серы – ослабление слуха. Нельзя чистить уши острыми предметами. Следует промывать перекисью водорода в медпунктах или чистить мягкими предметами.
- Повреждение любой части анализатора – потеря слуха:
- Инфекционные заболевания (грипп, скарлатина, ангина) – микроорганизмы попадают через евстахиеву трубу в среднее ухо и вызывают его воспаление, что может привести к потере подвижности слуховых косточек и ослаблению или потере слуха. При болях в ушах обращаться к врачу.
- Сильные звуки (волна при взрывах) может привести к разрыву барабанной перепонки. Необходимо открыть рот , чтобы выровнять давление воздуха (артиллеристам во время стрельбы из пушек подают команду : “ Открыть рот!”).
- Травмы черепа, ранения в височные доли – потеря слуха.
- Посторонние шумы – перевозбуждение нервной системы, утомление, нервные расстройства, гипертонические и язвенные болезни.
Учитель физики:
Человеческое ухо слышит звук, когда на слуховой аппарат действуют механические колебания с частотой от 16 до 20 КГц. Звуки, издаваемые камертоном или гармонически колеблющимися телами называются музыкальными. При увеличении амплитуды колебаний в звуковой волне увеличивается амплитуда колебаний звучащего тела. От этого зависит громкость звука. Высота звука или тона определяется частотой колебаний. Шум отличается от музыкального тона тем, что ему не соответствует какая – либо определенная частота колебаний.
Учитель биологии:
Шум, громкостью 130 дБ ощущается кожей и вызывает боль. Поэтому в больших городах, где шума очень много предпринимаются определенные меры защиты от него.
Сообщения учащихся, подготовленные заранее.
Меры защиты от шума: (учащиеся на основе прослушанных сообщений записывают в тетрадь)
- Зеленые насаждения;
- Глушители на машинах, амортизаторы и прокладки между трущимися частями машин (кожа, пластик и др.);
- Специальные приборы для людей, работающих в шумных цехах (беруши);
- Звукоизолирующие и звукопоглотительные материалы при строительстве зданий и автоматизации производства;
- Уменьшение уличного шума:
- замена булыжной мостовой на асфальтовую;
- трамваев – троллейбусами;
- запрещение звуковой сигнализации;
- объездные пути для автотранспорта;
- свободное размещение домов.
Учитель физики:
С некоторыми звуковыми явлениями мы знакомы с детства. Это – эхо, т.е. звук, отраженный от преград.
Сообщение учащихся из книги “Физика в природе” Л.В.Тарасов.
Механические колебания с частотой более 20 КГц называются ультразвуками.
Сообщение учащихся:
- Применение ультразвука в народном хозяйстве.
- Применение ультразвука в медицине.
Наука, изучающая звуки называется акустикой.
Различают:
- Архитектурную акустику – изучает распространение звука в помещениях, влияние на звук размеров и формы помещений, свойства материалов, покрывающих стены, пол, потолок.
- Музыкальная акустика – исследует музыкальные инструменты и условия их лучшего звучания.
- Физическая акустика – изучает звуковые колебания.
Вы, наверное, наблюдали такое явление, когда звук вдруг становился громче без видимых причин. Это явлений называется акустический резонанс. Он возникает тогда, когда совпадают частоты колебаний первого и второго тела. Резонаторами (усилителями звука) служат трубы духовых инструментов, трубы органа, корпуса скрипок, гитар и других струнных инструментов. Человек также имеет собственные резонатор – это полость рта, усиливающая издаваемые звуки.
IV. Домашнее задание: учить 47, рис. “Ухо” в тетрадь – биология:
60 – 62, работа по индивидуальным карточкам – заданиям
см. Приложение № 1.
V. Закрепление:
1. Решение кроссворда по теме “Звук”. См. Приложение №2.
2.Занимательные вопросы:
- Почему человеческое ухо воспринимает только продольные волны?
- Каким образом человек определяет откуда пришел звук?
- Что у человека является источником звука?
- Для чего при взлете и посадке самолета стюардесса раздает пассажирам леденцы? Можно ли заменить их мармеладом, яблоком, сыром?
- Барабанная перепонка существенно отличается от барабана: она неправильной формы и с неодинаковым натяжением в разных участках. Следует ли к этому относиться как к невозможности совершенства или же такое устройство перепонки имеет какой – то биологический смысл?
Примечание:
Этот урок можно провести в 9 классе по программе Г.С.Калиновой (Биология) и программе Е.М.Гутника и А.В.Перышкина (Физика)
Или в 8 классе по программе Н.И.Сонина (Биология) и программе С.В.Громова (Физика).
Карточки с вариантами домашних заданий.
Карточка №1.
- Кто в полете чаще машет крыльями – комар или муха?
- Почему мы не воспринимаем как звук те колебания воздуха, которые создаются крыльями пролетающей птицы?
- Почему в лесу трудно определить откуда идет звук?
Карточка №2.
- Как на слух отличить, работает электродрель вхолостую или сверлит отверстие?
- Почему на опушке леса хорошо слышно эхо?
- Случайно залетая в окно, летучая мышь часто садится на голову людям. Почему?
Карточка №3.
- Стекло поглощает звук меньше, чем воздух. Почему же тогда уличный шум лучше слышен при открытых окнах?
- Каким образом возникает звук при стрекотании кузнечика?
- Какие животные, кроме летучих мышей, используют ультразвуковую локацию?
Карточка №4.
- Почему человеческое ухо воспринимает только продольные волны?
- Каким образом животные определяют местоположение источника звука?
- Почему хвойный и лиственный леса шумят по – разному?
Карточка №5.
- Кто в полете чаще машет крыльями – комар или шмель?
- Почему в некоторых местах эхо повторяется несколько раз?
- Какие животные, кроме летучих мышей, используют ультразвуковую локацию?
Карточка № 6.
- Почему в пустой комнате звук слышен громче, чем в комнате, заполненной вещами?
- Каким образом возникает звук при стрекотании кузнечика?
- Какие звуки называются ультразвуками?
Карточка №7.
- Какой частоты звуковые волны воспринимает человеческое ухо?
- Может ли возникнуть эхо в степи?
- Почему в лесу трудно определить откуда идет звук?
Карточка №8.
- Где применяется ультразвук?
- Почему шумы и музыкальные звуки оказывают на человека различное действие?
- Почему музыкальные инструменты изготавливают из меди и серебра?
Кроссворд по теме “Звук”.
Правильно ответив на вопросы кроссворда, вы узнаете, что такое звук.
- Что воспринимает слуховой анализатор?
- Что определяется частотой колебаний звука?
- Гармонические колебания звуков с разными частотами.
- Гармонические колебания звуков с одной частотой.
- Бесплатное звуковоспроизводящее устройство человека.
- Звук, частота которого больше 20 КГц.
- Число колебаний в единицу времени.
- Метод определения расстояний до различных предметов с помощью отраженного звука.
- Какие живые организмы могут издавать и воспринимать звуки?
- Орган чувств, воспринимающий звуковые колебания.
- Какой орган у насекомых может издавать звук?
- Прибор, используемый для настройки музыкальных инструментов.
- Наука, изучающая звук.
Литература:
- Зверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене.
- Кимбар Б.А. и др. Физика в живой природе.
- Руденко (составитель) Школьникам о современной физике.
- Тарасов А.В. Физика в природе.
- УГ “Биология в гостях у физики” (вкладыш).