що описують коливальний процес, познайомилися з графіком залежності координати коливається точки від часу. При розгляді пружних хвиль вони зустрічаються з графіками, які зовні схожі па останні, - це графік залежності зсуву (координати) коливних точок від їх відстані до джерела хвиль (рис. 11) для фіксованого моменту часу і графік залежності зсуву (координати) від часу ( рис. 12) для фіксованої точки середовища в хвильовому процесі.
Рис.11. Графік залежності зсуву (координати) коливних точок від їх відстані до джерела хвиль.
Рис.12. Графік залежності зсуву (координати) від часу
Оскільки рівняння біжучої хвилі в школі не вивчають, то таке найважливіше властивість хвиль, як періодичність в часі і в просторі, можна розкрити за допомогою експерименту та графічних побудов [7].
.5 Звук
Вивчення акустичних явищ, тобто поширення в пружною середовищі механічних коливань, сприяє розширенню поняття хвилі - від хвиль, що безпосередньо сприймаються візуально, до невидимих. Це в якійсь мірі готує учнів до сприйняття фізичної сутності електромагнітних хвиль. Крім того, при вивченні звукових явищ можна закріпити ті знання учнів про хвилі і їх характеристиках, які до того часу вони мають.
Звукові хвилі вивчають у такій послідовності. Спочатку учнів знайомлять з джерелами і приймачами звуку. Розглядають приклади джерел звуку, що здійснюють коливання з власними частотами (камертон, струна), і приклади випромінювачів вимушених коливань, що перетворюють електричні коливання в звукові [3]. Можна показати та приймачі звуку - мікрофони, згадати пристрій вугільного мікрофона і ознайомити з пристроєм електродинамічного мікрофону. Потім пояснюють механізм поширення звукових хвиль. Демонструють згущення і розрідження в пружною середовищі при поширенні в ній звукової хвилі, поздовжній характер звукових хвиль, необхідність середовища з пружними властивостями для їх розповсюдження.
Розглядаючи швидкість поширення звуку в різних середовищах, доцільно навести конкретні приклади звукових швидкостей в цих середовищах. Наприклад, будуть корисні такі відомості: швидкість звуку в повітрі складає близько 300 м / с, у воді вона в 5 разів більше, а в металах звук поширюється в 15 разів швидше, ніж у повітрі. Причини такої відмінності пропонують пояснити самим учням, так як їм уже відомо, що швидкість поширення хвилі в середовищі залежить від щільності середовища і її пружності стосовно того чи іншого виду деформації, викликаному хвилею.
Після цього школярам розповідають про сприйняття звукових хвиль людиною. Розглядають діапазони звукових хвиль: від 16 до 20 000 Гц - звук, що сприймається людським вухом, нижче 16 Гц - інфразвук, вище 20000 Гц - ультразвук, понад 10 9 гц - гіперзвук. Доцільно розглянути об'єктивні характеристики звуку (частоту, інтенсивність, спектральний склад) і сприйняття відмінностей у цих характеристиках людиною. Поняття інтенсивності часто використовують надалі, тому корисно конкретизувати його вже при вивченні звукових хвиль. Інтенсивність звуку характеризує енергію, переносиму хвилею в одиницю часу через одиницю площі перпендикулярно напряму її поширення. Різниця в інтенсивності звукових хвиль людина сприймає як розходження в гучності звуку. Різниця в частоті сприймають як звуки різної висоти, а суб'єктивне сприйняття тембру по...
