Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku

Na filmach fantastyczno‑naukowych często widzimy zapierające dech w piersiach pojedynki statków kosmicznych. Słyszymy towarzyszące walkom eksplozje, dźwięki uderzających w kadłub asteroidów i mnóstwo innych odgłosów. Dlaczego zatem prawdziwe nagrania ze stacji kosmicznej nie rejestrują nawet ryku silników?

Źródło: Fotolia (https://pl.fotolia.com), .
Już wiesz
  • że do człowieka docierają różnego rodzaju bodźce z otoczenia;

  • jakie zmysły posiada człowiek;

  • co jest receptorem dla danego zmysłu.

Nauczysz się
  • wyjaśniać, jak powstaje dźwięk;

  • opisywać, jak zbudowane jest ucho;

  • skąd biorą się dźwięki głośne i ciche.

1. Czym jest dźwięk?

Co to są dźwięki i skąd się biorą? Aby odpowiedzieć na to pytanie, włącz radio i zbliż dłoń do głośnika. Czy odczuwasz drgania powietrza? A teraz zbliż rękę do ust i powiedz coś. Czy teraz też wyczuwasz podobne drgania? Jak to się dzieje, że w ogóle jesteśmy w stanie wydać z siebie głos? Może wiesz coś o strunach głosowych?

Obserwacja 1

Ustalenie, gdzie w organizmie człowieka powstaje głos.

Co będzie potrzebne
  • nie potrzeba żadnych przedmiotów.

Instrukcja
  1. Przyłóż palce do krtani.

  2. Wypowiedz kilka słów. Co czujesz?

Podsumowanie

W krtani znajdują się struny głosowe. Kiedy mówimy na głos, struny drgają, co powoduje powstawanie dźwięków.

Dźwięki to nic innego jak drgania drobin. Mogą się one przemieszczać jedynie w ośrodku, czyli środowisku wypełnionym drobinami, np. w wodzie lub powietrzu. Wokół drgającego przedmiotu, czyli źródła dźwięku, w szybkim tempie powstają zagęszczenia i rozrzedzenia powietrza – fale dźwiękowe.

Widoczny grający głośnik, tak że widać drgania jego membrany. Animacja przekroju głośnika, widoczna drgająca tam i z powrotem membrana. Animacja fal rozchodzących się od głośnika

2. Jak rozchodzi się dźwięk?

Wiemy już, że dźwięki powodowane są przez drgania przedmiotów. W jaki sposób dźwięki rozchodzą się w powietrzu?

Źródło: Anita Mowczan, licencja: CC BY 3.0.

Dźwięki rozprzestrzeniają się w powietrzu i w wodzie, ale też w skałach, metalach, szkle i innych materiałach. Przekonajmy się o tym, budując prosty telefon.

Obserwacja 2

Zbadanie, czy dźwięk może rozchodzić się nie tylko w powietrzu.

Co będzie potrzebne
  • linijka,

  • miska z wodą,

  • nitka długości około 10 metrów,

  • 2 plastikowe kubki po napojach,

  • igła,

  • 2 guziki,

  • w drugiej części doświadczenia potrzebna będzie pomoc koleżanki lub kolegi.

Instrukcja
  1. Weź do ręki linijkę.

  2. Trzymając ją za jeden koniec, drugim uderz o brzeg miski i szybko, póki drży, zanurz linijkę w wodzie. Co obserwujesz?

  3. Dokładnie na środku spodów kubków wykonaj igłą dziurki i przewlecz przez nie nitki. Przywiąż guziki na końcach nitki, by nie wysunęły się z kubków.

  4. Poproś osobę z klasy, by wzięła jeden kubek, ty weź drugi. Odejdźcie na taką odległość, by nitka była naprężona. Przyłóż kubek do ucha – w tym momencie osoba, z którą wspólnie przeprowadzasz obserwację, powinna powiedzieć coś do swojego kubka. Potem zamieńcie się rolami.

Podsumowanie

Zarówno woda, jak i sznurek przenoszą drgania, a więc i dźwięki.

Ważne!

W przestrzeni kosmicznej panuje próżnia, to znaczy, że nie ma tam żadnych drobin. Oznacza to, że dźwięk nie może się tam przemieszczać. Dlatego w przestrzeni kosmicznej nie słychać zupełnie żadnego dźwięku.

Czy dźwięki zawsze rozchodzą się z taką samą prędkością? Otóż nie. Prędkość przemieszczania się fali dźwiękowej zależy od ośrodka, w którym się rozchodzi. Na przykład w wodzie dźwięk rozprzestrzenia się znacznie szybciej niż w powietrzu. Można się o tym przekonać nad jeziorem lub nad morzem – silnik płynącego statku słyszymy znacznie szybciej, jeśli nachylimy się nad wodą.

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0. Indianie wiedzieli, że dźwięk galopującego stada bizonów jest doskonale przenoszony przez ziemię. Dzięki temu, przykładając ucho do podłoża, mogli wcześniej usłyszeć zbliżające się zwierzęta
Prędkość rozchodzenia się dźwięku w różnych ośrodkach

Ośrodek

Prędkość rozchodzenia się dźwięku (m/s)

szkło

6000

stal

5100–6000 (zależnie od składu)

lód

3300

woda

1500

powietrze na poziomie morza

340

Polecenie 1

Zastanów się, czy dźwięk rozchodzi się szybciej w powietrzu zimnym czy ciepłym oraz w powietrzu suchym czy wilgotnym.

Wskazówka

Czy w chłodniejszym powietrzu cząsteczki znajdują się bliżej, czy dalej od siebie w porównaniu z ciepłym powietrzem? Jak szybko rozchodzi się dźwięk w powietrzu, a jak w wodzie?

3. Jak uszy rejestrują dźwięk?

Skoro już wiemy, jak rozchodzi się dźwięk, dowiedzmy się, w jaki sposób go odbieramy. Narządem zmysłu słuchu są uszy. Przyjrzyjmy się, jak zbudowane są nasze czujniki dźwięków. Na zewnątrz widzimy tylko część ucha – małżowinę uszną, która działa podobnie jak mikrofon, czyli odbiera dźwięki z otoczenia. Właściwy narząd słuchu mieści się wewnątrz głowy.

Animacja przedstawia drogę fali dźwiękowej w uchu. Fala dźwiękowa docierająca do ucha przechodzi kolejno przez: małżowinę, przewód słuchowy, wprawia w drgania błonę bębenkową. Następnie drgania zostają wzmocnione prze kosteczki słuchowe i przeniesione na ślimak, w którym zostają zamienione na impulsy nerwowe. Pojawia się wskazanie z opisem.
Ciekawostka

Zwierzęta, podobnie jak człowiek, odbierają fale dźwiękowe za pomocą uszu. Są jednak i takie organizmy, które do wykonywania tej czynności wykształciły inne przystosowania. U ryb na przykład występuje specjalny narząd położony wzdłuż całego ciała, który odbiera drgania wody. U koników polnych natomiast narząd słuchu znajduje się na odnóżach krocznych.

Źródło: Darren Harvey (http://www.flickr.com), licencja: CC BY-SA 2.0. Jeśli spojrzelibyśmy na tylne odnóża konika polnego przez lupę, to zobaczylibyśmy duże otwory. To one właśnie służą do odbierania dźwięków

Pamiętamy, że dwoje oczu pozwala nam widzieć przestrzennie. W jakim celu mamy zatem dwoje uszu?

Obserwacja 3

Zbadanie, po co człowiek ma dwoje uszu.

Co będzie potrzebne
  • wata lub zatyczki do uszu,

  • pomoc kolegi.

Instrukcja
  1. Zamknij oczy i poproś osobę z klasy, by chodziła cicho dookoła ciebie i co jakiś czas coś mówiła. Wskaż ręką, gdzie się znajduje, gdy słyszysz jej głos. Otwórz oczy i spytaj, czy twoje wskazania były prawidłowe.

  2. Włóż do jednego ucha zatyczki do uszu lub watę i wykonajcie czynności z punktu 1. Czy twoje wskazania też były poprawne?

Podsumowanie

Dwoje uszu pozwala nam dokładnie określić, z którego kierunku dobiega dźwięk. Za pomocą jednego ucha nadal słyszymy dobrze, ale trudno nam precyzyjnie określić położenie źródła dźwięku.

Polecenie 2

Zastanów się, czy jesteś w stanie odczuwać pewne dźwięki, np. głębokie basy, innymi częściami swojego ciała.

Podsumowanie

  • Dźwięki powstają w wyniku drgań różnych ośrodków.

  • Fala dźwiękowa to drgania rozchodzące się od źródła dźwięku.

  • Narządem zmysłu słuchu jest ucho, które odbiera fale dźwiękowe i za pośrednictwem błony bębenkowej, kostek słuchowych przekazuje je do ślimaka. Tam są one przetwarzane na impulsy nerwowe i kierowane do mózgu.

Praca domowa
Polecenie 3.1

Zastanów się i uzasadnij, dlaczego stojąc nad brzegiem morza, dwa razy usłyszymy dźwięk eksplozji, która miała miejsce na morzu.

Słowniczek

fala dźwiękowa

rozchodzące się w przestrzeni drgania cząsteczek ośrodka, skutkiem których są chwilowe zagęszczenia i rozrzedzenia ośrodka

źródła dźwięku

drgające ciała wytwarzające falę dźwiękową

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3