Міська науково-практична конференція «Молодь і наука»
Міністерство освіти Російської Федерації Муніципальне загальноосвітній заклад гімназії № 10
Проектно-дослідницька робота
Тема: Візуалізація звукових хвиль
Виконала: Лопшакова Дар'я
учениця 10 Б класу
гімназії № 10, м Дивногорска
Керівник: Гусєва Людмила Борисівна
вчитель фізики гімназії № 10, м Дивногорска
Дивногорск 2015
Зміст
Введення
Глава 1. Теоретична частина
Глава 2. Практична частина
Висновок
Список джерел інформації
Введення
Одного разу, в одній із соціальних мереж я побачила цікавий відеоролик, на якому було показано, як за допомогою різних звуків з піску на пластині утворюються дуже гарні і цікаві фігури. У результаті перегляду мене зацікавило це питання і, звичайно ж, захотілося повторити це і побачити своїми очима ці фігури, названі на честь першовідкривача Ернеста Хладни. А чи можна візуалізувати звукові хвилі, не використовуючи метод Хладни.
Так виникла проблема дослідження: Як візуалізувати звук. Чи можна за допомогою підручних засобів відтворити фігури Хладни, і як ці кошти використовувати для того, щоб вивчити звук.
Актуальність: живучи у світі, наповненому різними звуками, ми рідко замислюємося, що ж таке - звук, і який вплив він робить на нас. А адже самого по собі звуку, як ми звикли його чути, зовсім не існує. У навколишньому просторі беззвучно переміщаються німі хвилі різної частоти. Природою людині даний слуховий апарат. Звук людина чує, а звукові хвилі він не може побачити.
При вібрації тонкої пластини її поверхню не залишається плоскою - на ній утворюються западини і опуклості. Залежно від частоти вібрації малюнок розподілу висот по поверхні пластини змінюється від самого простого - до дуже складного. Ці розподілу називаються модами коливань пластини. Їх малюнок на поверхні вперше був отриманий в 1707г німецьким фізиком Ернестом Хладни. Щоб їх побачити, достатньо на поверхню насипати невеликий, але не липкий порошок, наприклад, суху цукрову пудру, цукровий пісок, манну крупу і т.п.
У 1818 р Хладни в одному з листів повідомляв про дотепному застосуванні його звукових фігур одним будівельником в Кобленці: для поєднання отворів у кам'яній плиті сходів перед свердлінням її знизу будівельник посипав плиту піском, який при свердлінні трохи розріджується , точно вказуючи місце для зустрічного свердління зверху. Проведене дослідження дозволить розширити знання людини про навколишній його світі.
Так само, провівши експерименти, можна дізнатися про практичне застосування методу «фігури Хладни» при сепарації наночастинок і побачити це на практиці, коли дрібні піщинки піднімалися вгору, а більші опускалися вниз.
В даний час унікальні фізичні властивості наночастинок, що виникають за рахунок поверхневих або квантово-розмірних ефектів, є об'єктом інтенсивних досліджень. Особливе місце в цьому ряду займають магнітні характеристики наночастинок; тут найбільш чітко виявлені відмінності (іноді дуже істотні) між компактними магнітними матеріалами та відповідними наночастинками і створена теоретична база, здатна пояснити багато з спостережуваних ефектів.
Візуалізувати звук можна і за допомогою підручних матеріалів, наприклад, як гумова стрічка, колонка, яка завжди стоїть на вашому столі. Для цього слід провести експерименти і подивитися зміна звукової хвилі.
Мета дослідження: візуалізація звукових хвиль за допомогою підручних матеріалів і методик отримання фігур Хладни.
Завдання дослідження:
. Отримати фігури Хладни
. З'ясувати залежність між зображенням і деякими характеристиками звукових хвиль.
. Дослідити, чи є залежність виду хвиль від частоти вібрації.
Гіпотеза дослідження: пов'язана з припущенням про те, що за допомогою металевої пластини і дрібних частинок різного виду можна відтворити фігури Хладни, за допомогою підручних засобів, що знаходяться в кабінеті фізики, яскраво побачити зміну звукових хвиль. Методи дослідження:
. теоретичний метод
. експериментальний метод
. аналіз
Глава 1. Теоретична частина
...
