Сабақтың тақырыбы: Дыбыс табиғаты. Әр түрлі ортадағы дыбыстың

 

Пәні: Физика  

Сабақтың  тақырыбы:  Дыбыс  табиғаты.  Әр  түрлі  ортадағы  дыбыстың 

таралу жылдамдығы. Ультрадыбыс, оның табиғаты және қасиеттері 

1.Адамның  есту  мүшесіне  әсер  етіп,  дыбысты  түйсінуге  әкелетін  серпімді 

толқындарды дыбыс толқындары немесе дыбыс деп атайды.  

Демонстрация: 

1.Темір сызғышты тербеліске түсіріп, дыбыс шығарғанын бақылау. 

2. Камертонмен дыбыс шығаруды бақылау. 

Дыбысты  физиканың  арнаулы  бөлімі  акустика  зерттейді. Дыбыс  көздері  : 

табиғи және жасанды.(грек. Akustikos- дыбыс деген сөзден шыққан). Жиілігі 

20 000 Гц-тен жоғары толқындар  – ультрадыбыстар, 16 Гц-тен төмен дыбыс 

толқындары-  инфрадыбыстар  деп  аталады.  Тірі  ағзалардың  дыбыс 

қабылдайтын  мүшесі  құлақ.Адам  жиілігі  16  Гц  -20  000  Гц  аралығындағы 

диапазондағы  дыбысты  қабылдай  алады.Инфрадыбыстарды  адам  құлағы 

естімейді. Кейбір тіршілік иелері 20-30 мың Гц-ке (мысалы, жарқанат 21 мың 

Гц-ке,  дельфиндер  -28  мың  Гц  –ке  дейінгі  тербелістерді)  қабылдай 

алады.Дыбыс  барлық  ортада  тарай  алады.  1-кестеде  әр  түрлі  ортадағы 

дыбыстың 

таралу 

жылдамдығы 

туралы 

мәліметтер 

берілген. 

Әртүрлі ортадағы дыбыс жылдамдығы

Орта

Дыбыс жылдамдығы, м/с, 

Ауа

330

Су

1480

Болат

4380

Мыс

3800

Темір

5850

Шыны

5600

Сутек

1280

Каучук

50

  

Қатты  ортада  дыбыс  өте  жылдам  таралады,  одан  кейін  сұйықта.  Ал  ауада 

дыбыс  баяуырақ  таралады.  Сондықтан  да  күн  күркіреп,  найзағай  ойнаған 

кезде  біз  алғаш  найзағайдың  жарғырауын  көреміз  де,  біраздан  кейін  ғана 

күннің күркіреген дыбысын естиміз. Дыбысты сипаттау үшін біздің дыбысты 

қабылдауымызбен  байланысты  дыбыс  қаттылығы,  тонның  биіктігі,  тембр 

сияқты  арнайы  физикалық  шамалар  енгізіледі.  Дыбыстың  қаттылығы  неге 

байланысты болатынын анықтау үшін камертонды пайдаланамыз. Камертон 

– доға тәрізді қысқа сапталған металл таяқша, оның көмегімен дыбыс алуға 

болады.Камертондардың  немесе  басқа  гармоникалық  тербеліс  жасайтын 

денелердің  шығаратын  дыбыстары  музыкалық  дыбыстар  деп  аталады. 

Камертонның  бір  тармағын  ұрсақ,  белгілі  бір  дыбыс  естиміз.  Камертонды 

таяқшамен  неғұрлым  қаттырақ  ұрсақ,  ол  соғұрлым  қаттырақ  дыбыс 

шығарады  және  камертонның  тармақтары  едәуір  үлкендеу  амплитудамен 

тербелетін  болады.  Камертонды  ақырын  ұру-  амплитудасы  кіші  тербеліс 

тудырады,  бұл  кезде  бәсең  дыбыс  шығадыДемек,  дыбыс  қаттылығы  дыбыс 

шығаратын  дененің  тербелістер  амплитудасымен  анықталады.  Дыбыс 

қаттылығын 

анықтайтын 

прибор 

(шкала) 

–децибелметр. 

Дыбыс 

қаттылығының  деңгейін  өлшеу  үшін  децибел  (дБ)  қолданылады.  Децибелл 

(дБ)  –  1847-  1922  жылдары  өмір  сүрген,  телефонды  ойлап  тапқан 

американдық өнертапқыш Генри Бельдің құрметіне бел (Б) деп аталған. 1 бел 

10 децибелге тең. Дыбыс қаттылығымен қатар жоғарылығымен анықталады. 

Дыбыстың  жоғарылығы  оның  жиілігімен  сипатталады:  дыбыс  толқынында 

тербеліс  жиілігі  неғұрлым  көп  болса,  оның  жоғарылығы  да  көп  болады.  Аз 

жиіліктегі  тербелістерге  төменгі  дыбыстар,  жоғары  жиілікті  тербелістерге  – 

жоғары  дыбыстар  сәйкес  келеді.  Белгілі  бір  жиіліктегі  дыбыс  толқынын 

басқаша тон деп атайды. Сондықтан көбіне дыбыс биіктігін дыбыс тоны деп 

айтады. Сонымен, тон биіктігі тербеліс жиілігімен анықталады, яғни тербеліс 

жиілігі  үлкен  болса,  тон  да  биігірек  болады.  Тембр  –  адамның  дауысына 

немесе  аспаптың  үніне  өзіндік  бояу  беретін  дыбыстың  сапасы.Дауыс 

тембрларына байланысты дауыс әйелдер, ерлердікі болып бөлінеді.Шу — әр 

түрлі 

жиіліктегі 

дыбыстардың 

ретсіз 

қабаттасуы 

болып 

табылады.Жапырақтың сыбдыры, өзен суының сылдыры, құстардың дауысы, 

судың  сәл  шылпылы  сияқты  шулар  адамға  жағымды  естіледі.  Шуға  бұрын 

көп  көңіл  бөлінбейтін,  ал  қазіргі  кезде  шу  адам  денсаулығына  кері  әсерін 

тигізе  бастады.  Қатты  дыбыстар  ұзақ  уақыт  әсер  етсе  адамдардың  естуі 

төмендейді.  Қуатты  ұшақтар  мен  шулы  зауыт  цехтарында  жұмыс  жасау, 

дискотекаларға  жиі  қатысу  және  аудиоплейерлерді  ұзақ  уақыт  қолдану 

құлақтың  естігіштігіне  кері  әсер  етеді.  Шу  деңгейінің  жоғары  болуы 

құлақтың  дыбыс  қабылдауын  нашарлатады  және  оның  организмінің  жүйке- 

психологиялық  әрекетіне  тигізетін  зияны  өте  зор,  оның  байқаусыз  әсері  шу 

ауруына  әкелуі  мүмкін.Адамды  шудың  теріс  ықпалынан  қорғау  үшін 

денсаулық  сақтау  мекемелері  шудың  шекті  деңгейінің  сындық  санитарлық 

нормаларын  бекіткен.  Осы  нормаларға  сәйкес  шудың  қаттылық  деңгейі        

30-40  дБ-ден  артпауы  тиіс.              Жіпке  немесе  серіппеге  ілінген  жүктің 

тербеліс периодының тербеліс амплитудасына тәуелді болмайтындығын 1583 

жылы  итальяндық ұлы физик әрі астроном Галилео Галилей ашқан болатын. 

Бұл  жаңалық  денелердің  механикалық  тербелістерінің  алғашқы  негізгі 

заңдарының бірі болып табы-лады. Аңыз бойынша Галилей бұл жаңалықты 

шіркеудегі  шырақтың  шайқалуын  бақылай  отырып  ашқан  екен.    Галилей 

маятниктің тербеліс периодының оның амплитудасына тәуелді болмайтынын 

тәжірибе  жүзінде  дәлелдей  отырып,  маятниктерді  уақыт  өлшеуіші  ретінде 

сағаттарда пайдалануды ұсынды. Алайда тек 70 жылдан астам уақыт өткенде, 

1656 ж.  X. Гюйгенс осы идеяны жүзеге асырып, алғаш рет маятникті сағат 

құрастырып  шығарды.    Жіпке  ілінген  дененің  –маятниктің  тербелістерін 

қарастырайық.  Іліну  нүктесінен  дене  бір  вертикаль  түзуде  орналасып, 

тыныштықта  тұрса,серпімділік  күші  F

c

  және  ауырлық  күші  F

a

    бір-бірін 

теңестіреді.Бұл-дененің тепе-ңдік күйі. Егер денені тепе-теңдік  күйінен оңға 

немесе  солға  ығыстырсақ,  ауырлық  күші  F

a

  және  F

c

  серпімділік  күшінің 

қосындысы  нөлге  тең  емес  және  тең  әрекетті  күш  F  тепе-теңдік  күйдің 

нүктесіне  бағытталған.Егер  ығыстырылған  денені    босатсақ,ол  үдемелі 

қозғала  бастайды.Тепе-ңдік  күйге  жақындаған  сайын,ауырлық  және 

серпімділік күштері арасындағы бұрыш, тең әрекетті күш кемиді. 

       Дене  тепе-теңдік  күйден  өткеннен  соң,тең  әрекетті  күш  бағытын 

өзгертіп,  тағы  да  тепе-теңдік    күй  нүктесіне  бағытталады.Ол  күштің 

әрекетінен дененің жылдамдығы бірте-бірте кеміп, сол жақтағы максималды  

ығысу  нүктесіне  жеткенде  нөлге  тең  болады.Одан  кейін  қозғалс  бағыты 

өзгеріп, дене оң жаққа қозғалады  және бастапқы нүктеге жетеді.Бұдан кейін 

процесс қайталанып отырады.  

2.    Тербелмелі  процестер  жүзеге  асатын  құрылғыларды  тербелмелі  жүйелер 

деп  атайды.  Осындай  жүйелердің  қарапайым  түрі  -  математикалық  және 

серіппелі    маятник.  Математикалық  маятник  деп  созылмайтын  салмақсыз 

жіңішке ұзын жіпке  ілінген кішкентай ауыр шарды айтады. Егер маятниктің 

ұзындығын  өзгертпей,  оған  массалары  әр  түрлі  жүктер  ілсек,    онда 

маятниктің  тербеліс  периодының өзгермейтіндігі  байқалды.  Математикалық 

маятниктің  периоды  жүктің  массасына  тәуелді  болмайды.  Егер  маятникті 

қозғалысқа  келтіргенде  оны  әр  түрлі  бұрьшқа  (бірақ  өте  үлкен  емес) 

ауытқытатын  болсақ,  онда  ол  амплитудасы  түрліше  болғанымен,  бірдей  

периодпен  тербелді.  Математикалық  маятниктің  периоды  тербеліс 

амплитудасына тәуелді болмайды.   Маятник неғұрлым ұзын болса, тербеліс 

периоды  соғұрлым  көп  болды.  Ал,    керісінше,  маятник  неғұрлым  қысқа 

болса,  тербеліс  периоды  соғұрлым  аз  болды.    Тербеліс  периоды  маятник 

ұзындығына  тәуелді  болады.  Маятник  неғұрлым  ұзын  болса,  тербеліс 

периоды соғұрлым көп болды. Ал, керісінше, маятник неғұрлым қысқа болса, 

тербеліс  периоды  соғұрлым  аз  болды.    Тербеліс  периоды  маятник 

ұзындығына  тәуелді  болады. 

Серіппелі  маятник  -  серіппенің  серпімділік 

күшінің әсерінен түзу сызықты тербеліс жасайтын дене. 

Математикалық  маятниктің жиілігі:    

 

  √

 

 

 

Мұндағы: l- маятник ұзындығы 

                  g –еркін түсу үдеуі