PROJEKT EDUKACYJNY W GIMNAZJUM Z FIZYKI „CO WSPÓLNEGO FIZYKA MA Z MUZYKĄ? INSTRUMENTY MUZYCZNE.”

Co to jest dźwięk ? Dźwięk – to fala, czyli rozchodzenie się drgań cząsteczek powietrza (lub innego ośrodka).Jeżeli źródło dźwięku ustanie, ustaną również wibracje powietrza, wówczas fala dźwiękowa się rozproszy, ciśnienie powietrza ustabilizuje, a dźwięk zaniknie. Muzyka – to zbiór dźwięków – fal emitowanych np. przez głośnik.

Zagęszczenia i rozrzedzenia powietrza – tak przenoszony jest dźwięk w powietrzu

Cząstki ośrodka, w którym rozchodzi się fala poruszają się wokół swojego położenia równowagi

Jak powstaje dźwięk? Źródłem dźwięku jest każde ciało drgające. np. struna gitary, membrana głośnika, struna głosowa człowieka, skrzydła latającej pszczoły, wahadło zegara itp. Ucho ludzkie wychwytuje dźwięki dzięki temu, że zmiana ciśnienia powietrza zmusza do drgań błonę bębenkową.

Wielkości opisujące ruch falowy Częstotliwość – ilość drgań w jednostce czasu Okres – czas jednego pełnego drgania Amplituda – największe wychylenie z położenia równowagi

Wysokość, głośność i barwa dźwięku Dźwięk głośniejszy to fala o większej amplitudzie. Dźwięk wyższy to fala o wyższej częstotliwości. Barwa dźwięku to jedna z podstawowych cech wrażeniowych dźwięku pozwalająca na szeregowanie dźwięków pod względem ich ostrości, jasności, dźwięczności itd. oraz ich rozróżnianie mimo jednakowej wysokości, głośności i czasu trwania. Barwa dźwięku może być wielowymiarowa, np. dźwięki mogą być jednocześnie ostre, jasne i chropowate.

Niektóre instrumenty muzyczne Instrumenty muzyczne różnią się mechanizmem wytwarzania dźwięku. Fortepian to instrument strunowy. Jego struny uderzane są przez młoteczki uruchamiane za pomocą klawiszy.

Gitara Dociskając strunę na progu zmieniamy jej długość, a tym samym częstotliwość drgań. Szarpiąc strunę, wprawiamy ją w drgania. Struna wprowadza w drgania pudło rezonansowe. Dźwięk jest tym wyższy im częstsze są drgania , czyli im krótsza jest struna. O brzmieniu gitary decyduje kształt i budowa pudła, drewno z jakiego zostało wykonane, klej i lakier.

Trąbka W trąbce gra słup powietrza Trąbka W trąbce gra słup powietrza. Wentyle pozwalają regulować tę długość, puszczając powietrze krótszą lub dłuższą drogą.

Membrana bębna W odróżnieniu od struny czy słupa powietrza – jest dwuwymiarowa a jej drgania są tak skomplikowane, że nie możemy przypisać im określonej częstotliwości. W zapisie dla bębna podajemy tylko rytm.

Rezonans akustyczny Rezonans akustyczny – to zjawisko pobudzania do drgań akustycznych ciała przez inne ciało drgające o tej samej częstotliwości. W wyniku czego dochodzi do generowania, wzmacniania lub filtrowania drgań o tych częstotliwościach. Występowanie rezonansu jest istotnym zjawiskiem dla funkcjonowania akustycznych instrumentów muzycznych umożliwia generowanie wybranego tonu, np. przez flet, trąbkę. Pudła rezonansowe akustycznych instrumentów strunowych wzmacniają głos generowany przez strunę i nadają ton instrumentowi.

Prędkość dźwięku Prędkość dźwięku zależy od temperatury powietrza i jest różna w różnych ośrodkach. W powietrzu, w temperaturze 15 °C, prędkość rozchodzenia się dźwięku jest równa: 340 m/s ≈ 1225 km/h

Prędkość dźwięku w różnych ośrodkach: powietrze – 340 m/s woda – 1500 m/s szkło – 6000 m/s diament - 18000 m/s

Czy są ośrodki w których dźwięku nie słyszymy ? W próżni nie rozchodzi się dźwięk ponieważ w próżni nie ma cząsteczek, które pomagałyby w rozchodzeniu dźwięku. W kosmosie mimo hałasu (np. wybuchów na słońcu) nic nie słyszymy. Panuje cisza.

Dźwięki słyszalne i niesłyszalne Dźwięki słyszalne przez ucho ludzkie – to dźwięki o częstotliwości od 16 Hz do ok. 20 kHz Dźwięki niesłyszalne przez ucho ludzkie to: Ultradźwięki – dźwięki o częstotliwości powyżej 20kHz Infradźwięki – dźwięki o częstotliwości poniżej 16 Hz

Co wspólnego ma fizyka z muzyką? Muzyka, czyli dźwięk jest falą akustyczną, czyli jest ściśle powiązany z fizyką, ma swoją częstotliwość, wysokość, barwę oraz głośność . Wszystkie te cechy da się opisać za pomocą praw fizyki. W budowie instrumentów muzycznych również wykorzystano prawa fizyki. Chociażby pudło rezonansowe gitary.

Dziękujemy za uwagę.

Projekt wykonali: Piotr Kornafel Patryk Szatan Damian Sobień Michał Jędrzejewski Albert Sęk Opiekun projektu: nauczyciel fizyki pani Agnieszka Strzelczyk