Звук является частью нашей повседневной жизни. Мы слышим звуки, когда поют птицы, когда проезжают машины и когда мы разговариваем. Этот урок покажет вам, как движения создают звук. Когда объект движется или вибрирует, он создает звуковые волны, которые распространяются по воздуху и достигают наших ушей. На этом уроке мы узнаем, что такое звук, как движение создает звук, и рассмотрим множество примеров из повседневной жизни.
Звук — это вид энергии. Он создается, когда что-то быстро движется или вибрирует. Когда объект вибрирует, он сотрясает воздух вокруг себя. Эти сотрясения создают волны в воздухе, которые доходят до наших ушей. Когда эти волны достигают наших ушей, наш мозг понимает, что есть звук.
Представьте себе, что вы бросаете небольшой камень в спокойный пруд. Вы видите, как от места падения камня расходятся маленькие круги. Точно так же, когда объект вибрирует, он посылает волны. Вместо воды эти волны распространяются по воздуху, и мы называем их звуковыми волнами.
Каждый звук начинается с движения. Когда что-то движется вперед и назад очень быстро, это заставляет двигаться и воздух. Этот движущийся воздух образует волны. Например, когда вы хлопаете в ладоши, ваши руки быстро отталкиваются от воздуха. Это быстрое движение создает небольшие волны, которые доходят до ваших ушей и создают звук хлопка.
Подобным образом, когда вы говорите, ваши голосовые связки вибрируют. Эти вибрации перемещают воздух и создают звуковые волны. Каждый раз, когда что-то движется или вибрирует — будь то барабан, колокольчик или гитарная струна — оно создает звук. Без движения не было бы вообще никакого звука!
Вибрации — это крошечные движения, которые происходят очень быстро. Когда что-то вибрирует, оно движется вперед и назад много раз за очень короткий момент. Эти быстрые движения толкают воздух вокруг объекта и образуют волны. Вы можете представить себе вибрации как тряску скакалки, когда вы быстро ею дергаете. Чем быстрее вибрирует объект, тем быстрее движется воздух, и тем легче нашим ушам услышать звук.
Разные объекты вибрируют по-разному. Например, тонкая струна на гитаре вибрирует очень быстро, создавая высокий звук. Напротив, большой барабан вибрирует медленнее, создавая низкий, глубокий звук. Скорость вибрации помогает нашим ушам определить, является ли звук высоким или низким.
Мы можем видеть множество примеров движений, создающих звук в нашей повседневной жизни. Вот несколько повседневных примеров:
То, как вибрирует объект, определяет два важных свойства звука: высоту тона и громкость.
Высота тона: Высота тона — это то, насколько высок или низок звук. Когда объект вибрирует очень быстро, он создает высокий звук. Например, маленький колокольчик или пение птицы имеют высокий тон, потому что вибрации происходят быстро. Когда объект вибрирует медленно, он создает низкий звук. Большой барабан или низкий голос вибрируют медленно и дают нам глубокий звук.
Громкость: Громкость — это то, насколько громким или тихим является звук. Если вибрация сильная и толкает много воздуха, звук громкий. Если вибрация мягкая, звук тихий. Когда вы кричите, ваши голосовые связки двигаются с дополнительной энергией, что делает ваш звук громче. Когда вы шепчете, вы перемещаете воздух мягко, и звук тихий.
Музыкальные инструменты — это прекрасный способ увидеть, как движение создает звук. Давайте рассмотрим несколько типов инструментов:
Струнные инструменты: Когда вы играете на гитаре или скрипке, вы заставляете струны двигаться, щипая или проводя по ним смычком. Струны вибрируют и посылают звуковые волны в воздух. Тонкие струны обычно вибрируют быстрее и производят высокие звуки, в то время как более толстые струны вибрируют медленнее и производят низкие звуки.
Ударные инструменты: Барабаны, тарелки и ксилофоны — это ударные инструменты. Они работают за счет ударов. Когда вы ударяете по барабану, поверхность барабана быстро движется вперед и назад. Это движение создает сильные вибрации и звуковые волны. Размер и материал барабана влияют на тип издаваемого им звука.
Духовые инструменты: Такие инструменты, как флейты, трубы и блокфлейты, работают с помощью воздуха. Когда вы дуете в эти инструменты, ваше дыхание заставляет воздух внутри двигаться. Форма инструмента затем помогает преобразовать это движение в звук. Во флейте открытие или закрытие отверстий изменяет путь воздушных волн, что создает разные ноты.
Материал, из которого сделан предмет, может изменить звук, который он производит. Когда предмет вибрирует, его материал помогает определить цвет и качество звука. Например, металлы, как правило, дают яркий, чистый звук. Вот почему колокольчики, сделанные из металла, имеют звон. Дерево, с другой стороны, часто производит более теплый и мягкий звук. Многие музыкальные инструменты, такие как скрипки и фортепиано, сделаны из дерева из-за богатых звуков, которые может создавать дерево.
Рассмотрим два объекта одинаковой формы и размера — один из металла, а другой из дерева. Если ударить по обоим, металлический объект может издать резкий, чистый тон, в то время как деревянный объект может издать более мягкий, сочный звук. Это показывает, как материал играет важную роль в звуке, производимом вибрациями.
Не только движения создают звук, но и окружающая среда также влияет на то, как звук слышен. Когда звуковые волны распространяются, они могут отражаться от стен, зданий и других объектов. Например, если вы кричите в большом пустом зале, вы можете услышать эхо. Это происходит потому, что звуковые волны отражаются от стен и снова достигают ваших ушей.
Тип поверхности также имеет значение. Твердые поверхности, такие как бетон или металл, отражают звук. Мягкие поверхности, такие как шторы или подушки, поглощают звук. Вот почему комната, полная подушек и одеял, кажется тихой, а комната с твердым полом и стенами звучит громче и более эхом.
Звук также может распространяться через различные материалы. Хотя мы обычно слышим звук через воздух, звуковые волны могут распространяться через воду, металл и даже землю. Вот почему иногда можно услышать приближающийся поезд, даже не глядя на пути, поскольку звук распространяется как через землю, так и через воздух.
Ученые говорят, что звук — это своего рода волна. Волна — это повторяющийся со временем рисунок. Когда объект вибрирует, он создает волну, которая движется во всех направлениях. Мы можем немного узнать об этих волнах, используя простую формулу, которая относится к частоте.
Частота говорит нам, сколько раз объект вибрирует за одну секунду. Она измеряется в Герцах, что записывается как \(\textrm{Гц}\) . Ученые иногда записывают формулу для частоты как:
\( f = \frac{1}{T} \)
Здесь \( f \) — частота, а \( T \) — время одной полной вибрации (также называемое периодом). Например, если барабан вибрирует 2 раза в секунду, частота составляет 2 Герца, потому что \( f = \frac{1}{0.5} = 2 \) . Хотя это может показаться немного сложным, помните, что более быстрые вибрации создают более высокие звуки, а более медленные вибрации создают более низкие звуки.
Каждый звук, который вы слышите, имеет свой собственный особый рисунок вибрации. Даже звук шелеста листьев на ветру создается движением каждого листа. Когда дует ветер, он заставляет листья скручиваться и трястись. Эти небольшие движения вызывают крошечные вибрации, которые создают мягкий, шелестящий звук.
Иногда более сильные движения создают более громкие звуки. Когда вы топаете ногами, вы выталкиваете много воздуха своим движением, и это производит большой, громкий звук. Напротив, когда вы плавно двигаете рукой, звук, который она издает, мягкий и тихий.
Музыкальные инструменты — очень интересная часть звука. Каждый инструмент тщательно разработан с особой формой и материалом для создания красивых звуков. Будь то быстрая вибрация маленьких струн на арфах или медленный ритм большого барабана, каждый инструмент показывает нам другой способ, которым движение создает звук.
Ученые и музыканты работают вместе, чтобы исследовать все эти идеи. Они изучают, как разные материалы, формы и скорости движения создают звук. Они также смотрят, как окружающая среда влияет на то, что мы слышим. Это помогает нам наслаждаться музыкой еще больше и позволяет инженерам создавать более совершенные устройства, такие как динамики, микрофоны и даже медицинское оборудование.
Звук используется не только для музыки или разговора; он имеет много функций в реальном мире. Вот несколько примеров:
Эти примеры показывают, что движение, создающее звук, очень важно для многих частей нашей жизни. Понимая, как движение создает звук, мы можем оценить все: от любимой музыки до проверок безопасности в больших зданиях.
Звук вокруг нас. Он делает наш мир живым и интересным. Если внимательно прислушаться, можно услышать разные звуки природы, музыки и машин. Все эти звуки начинаются с простого движения или вибрации. Каждый раз, когда вы слышите звук, помните, что что-то должно было двигаться, чтобы создать его.
Вы можете заметить, что некоторые звуки кажутся доносящимися издалека, например, грохот поезда. Это происходит потому, что звуковые волны распространяются на большие расстояния. Иногда вы даже можете почувствовать вибрацию громких звуков, например, когда звонит школьный звонок или быстро проезжает машина.
Прослушивание звуков также может быть забавным. Когда вы слушаете свою любимую песню, вы действительно слышите множество вибраций, которые собираются вместе. Эти вибрации смешиваются по-разному, чтобы создать музыку, которая вам нравится. Каждый звук, будь он тихим или громким, чистым или глубоким, является результатом движения.
Изучение звука помогает нам понимать и ценить мир вокруг нас. Когда вы знаете, что звук исходит от движения, вы начинаете замечать, как все в природе и созданной нами среде производит звук. Эти знания делают вас более любопытными относительно того, как все работает.
Понимание звука также помогает во многих других предметах. В науке оно показывает, как энергия перемещается от одного объекта к другому. В музыке оно объясняет, почему инструменты звучат по-разному. В технологии оно помогает людям создавать более совершенные машины, использующие звук.
Узнавая о движениях, которые создают звук, вы понимаете, что даже самые простые действия, такие как хлопки или говорение, основаны на энергии и вибрации. Этот простой факт помогает создать прочную основу для дальнейшего обучения в области науки и других предметов.
Краткое изложение основных моментов:
Каждый звук в нашем мире начинается с движения. Будь то нежная вибрация музыкального инструмента или сильный удар барабана, звук создается энергией в движении. Понимая, как движение создает звук, мы можем лучше оценить чудеса окружающего нас мира и увидеть важность даже самых маленьких вибраций, которые наполняют нашу жизнь звуком.
