Μάθημα : Φυσική Ε' Τάξη
Κωδικός : 9280095175
-
Θεματικές Ενότητες
-
Ηλεκτρισμός
13/5/25 -
Ήχος
3/4/25 -
Θερμότητα
11/2/25 -
Πεπτικό σύστημα
2/12/24 -
Ενέργεια
5/11/24 -
Υλικά σώματα
19/9/24 -
Εισαγωγή
17/9/24
-
Ηλεκτρισμός
Ήχος
Ηχητικές πηγές, παραγωγή του ήχου, διάδοση του ήχου, ανάκλαση, απορρόφηση, ηχομόνωση, ηχορρύπανση, ηχοπροστασία, το αυτί μας, υπόηχοι και υπέρηχοι.
ΦΕ1: ΠΩΣ ΠΑΡΑΓΕΤΑΙ Ο ΗΧΟΣ
Η μουσική, η ανθρώπινη φωνή, το κελάηδισμα ενός πουλιού, ο θόρυβος μιας μηχανής είναι ήχοι. Οι ήχοι έχουν πολλά ονόματα: κρότος, κραυγή, μελωδία, ουρλιαχτό, φωνή, νανούρισμα κλπ. και τους αντιλαμβανόμαστε με την ακοή μας. Τα σώματα που παράγουν ήχο τα ονομάζουμε ηχητικές πηγές. Οι ηχητικές πηγές μπορεί να είναι φυσικές, όταν παράγουν ήχο αυθόρμητα (από τη φύση) ή τεχνητές, όταν έχουν κατασκευαστεί από τον άνθρωπο. Ο ήχος της φωνής που παράγεται από τον άνθρωπο οφείλεται στις φωνητικές χορδές που βρίσκονται στον λάρυγγα. Η παραγωγή του ήχου οφείλεται στην παλμική κίνηση, δηλαδή στην ταλάντωση των μορίων της ηχητικής πηγής.
- Πάρτε 1 πλαστικό ποτήρι και βάλτε μέσα, όποιο από τα παρακάτω αντικείμενα θέλετε
(ΜΟΝΟ ΕΝΑ, ΟΧΙ ΑΝΑΚΑΤΕΜΕΝΑ):
Συνδετήρες, φασόλια, ρύζι, καραμέλες, μακαρόνια, πετρούλες ή ό,τι άλλο μπορείτε να φανταστείτε,
- Κλείστε το ποτήρι με αλουμινόχαρτο και στερεώστε το αλουμινόχαρτο με ένα λαστιχάκι.
- Φέρτε το ποτηράκι στο σχολείο για να παίξουμε "Μάντεψε τον ήχο".
Θα βρουν άραγε οι συμμαθητές σας τι έχετε βάλει στο ποτήρι;
Θα βρειτε εσείς το δικό τους αντικείμενο;
*όποιος θέλει μπορεί να φέρει περισσότερα ποτηράκια με υλικά.
ΦΕ2: ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΟΥ ΗΧΟΥ
Όταν χτυπάμε ένα ταμπουρίνο, η μεμβράνη του αρχίζει να ταλαντώνεται. Αρχικά η μεμβράνη κινείται προς τα εμπρός. Τα μόρια του αέρα μπροστά από τη μεμβράνη δεν μπορούν να κινηθούν τόσο γρήγορα, ώστε να διαφύγουν γύρω της. Έτσι δημιουργείται ένα πύκνωμα των μορίων του αέρα. Στη συνέχεια, λόγω της ταλάντωσης, η μεμβράνη κινείται απότομα προς τα πίσω. Τότε υπάρχει περίσσεια χώρου για τον αέρα μπροστά από τη μεμβράνη. Στο σημείο αυτό δημιουργείται ένα αραίωμα των μορίων του αέρα.
Η συνέχιση της ταλάντωσης δημιουργεί στον αέρα πυκνώματα και αραιώματα το ένα μετά το άλλο. Τα πυκνώματα και τα αραιώματα των μορίων του αέρα απομακρύνονται από τη μεμβράνη δημιουργώντας ένα ηχητικό κύμα.
Η ενέργεια από το χέρι μας περνά στο ταμπουρίνο και από το ταμπουρίνο στα μόρια του αέρα.
Το ηχητικό κύμα μεταφέρει ενέργεια.
Για να διαδοθεί ο ήχος χρειάζεται κάποιο υλικό μέσο, τα μόρια του οποίου θα ταλαντωθούν , δημιουργώντας πυκνώματα και αραιώματα. Για το λόγο αυτό, ο ήχος διαδίδεται σε στερεά, υγρά και αέρια υλικά. Στο διάστημα δεν ακούγεται κανένας ήχος, αφού στο κενό δεν υπάρχει ύλη.
Από τα τρία υλικά μέσα, ο ήχος διαδίδεται πιο γρήγορα στα στερεά σώματα, μετά στα υγρά σώματα και τέλος στα αέρια σώματα.
Η ταχύτητα διάδοσης του ήχου στον αέρα είναι 340 μέτρα το δευτερόλεπτο, δηλαδή μέσα σε ένα δευτερόλεπτο ο ήχος έχει ταξιδέψει 340 μέτρα. Αυτή η ταχύτητα λέγεται και "φράγμα του ήχου".
Η μαύρη βούλα είναι το ηχείο, το οποίο ταλαντώνεται και παράγεται ο ήχος. Τα μόρια του αέρια γύρω από το ηχείο, δημιουργούν πυκώματα και αραιώματα, τα οποία διαδίδουν τον ήχο προς κάθε κατεύθυνση.
Δείτε τη στιγμή που ένα υπερηχητικό αεροπλάνο, σπάζει το φράγμα του ήχου. Η ταχύτητά του ξεπερνά τα 340 μετρά το δευτερόλεπτα, οπότε ταξιδεύει γρηγορότερα από τον ήχου που παράγει.
Δείτε το τρίτο πείραμα της κεφαλαίου για τη "Διάδοση του ήχου", στη σελ. 148-149 (πορτοκαλί βιβλίο).
Άκουσε το παρακάτω βίντεο.
ΤΑ ΜΟΥΣΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ
Σε ποιο από τα μουσικά όργανα που βλέπεις στην εικόνα, αντιστοιχεί ο κάθε ήχος;
Σημείωσε σε ένα χαρτί τους αριθμούς από το 1 ως το 8, και γράψε δίπλα το μουσικό όργανο που πιστεύεις οτι είναι.
Για να δούμε... ποιος θα βρει τις περισσότερες σωστές απαντήσεις.
Η άσκηση αναφέρεται στα κεφάλαια:
Πώς παράγεται ο ήχος;
Πώς διαδίδεται ο ήχος;
Πράσινο βιβλίο (σελ. 86-93) και Πορτοκαλί βιβλίο (σελ. 144-149)
Το πράσινο βιβλίο θα το βρείτε ΕΔΩ.
ΦΕ3: ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΤΟΥ ΗΧΟΥ
Όταν το ηχητικό κύμα συναντήσει μια λεία και στιλπνή (=λεία, λαμπερή, γυαλιστερή) επιφάνεια, τότε αλλάζει κατεύθυνση. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ανάκλαση. Όσο πιο λεία η επιφάνεια, τόση περισσότερη ενέργεια από το ηχητικό κύμα "πηγαίνει" προς τη νέα κατεύθυνση, οπότε τόσο πιο έντονο το φαινόμενο της ανάκλασης.
Η νυχτερίδα "βλέπει" χάρη στην ανάκλαση των ηχητικών κυμάτων που εκπέμπει. Με αυτόν τον τρόπο αντιλαμβάνεται τον χώρο γύρω της. Ο άνθρωπος αξιοποιεί επίσης, το φαινόμενο της ανάκλασης.
Το υπερηχογράφημα, με το οποίο εξετάζεται αν ένα έμβρυο αναπτύσσεται φυσιολογικά, βασίζεται στην ανάκλαση. Τα κόκκαλα, οι μύες και τα εσωτερικά μας όργανα ανακλούν με διαφορετικό τρόπο τα ηχητικά κύματα.
Το σόναρ είναι μια συσκευή, που χρησιμοποιείται στα πλοία για να υπολογίζει το βάθος της θάλασσας ή κοπάδια ψαριών. Η συσκευή εκπέμει ένα ηχητικό κύμα και λαμβάνει την ανάκλασή του από τον βυθό, τα βράχια, τα ψάρια κλπ. Όσο πιο σύντομος ο χρόνος που θα λάβει το σήμα που εξέπεμψε, τόσο πιο κοντά βρίσκεται σε κάποιο "αντικείμενο".
Η ανάκλαση είναι υπεύθυνη για την ηχώ και την αντήχηση. Αν σταθούμε μπροστά από έναν άδειο τοίχο και χτυπήσουμε παλαμάκια, τα κύματα που θα φτάσουν στον τοίχο θα αναγκαστούν να αλλάξουν κατεύθυνση. Αν ο τοίχος βρίσκεται σε απόσταση μεγαλύτερη από 17 μέτρα, τότε παρατηρούμε πως ο κρότος που δημιουργήσαμε επαναλαμβάνεται. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ηχώ. Αν η απόσταση είναι μικρότερη από 17 μέτρα, ο ήχος απλά θα δυναμώσει και αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αντήχηση.
Η ηχητική πηγή παράγει ήχο. Το ηχητικό κύμα συναντά τον τοίχο και αλλάζει πορεία (ανακλάται).
Λίγα λόγια για τον ηχοεντοπισμό στα ζώα και πώς ο άνθρωπος τον αξιοποίησε προς όφελός του.
Παρουσίαση του μαθήματος από την "Ψηφιακή Τάξη".
ΦΕ4: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΟΥ ΗΧΟΥ
Όταν το ηχητικό κύμα συναντήσει μια μαλακή ή πορώδη (=με πόρους, με τρύπες) ή τραχιά (= άγρια) επιφάνεια, τότε ένα πολύ μεγάλο μέρος του απορροφάται από την επιφάνεια και μόνο ένα μικρό μέρος, ανακλάται. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται απορρόφηση.
Αν παρατηρήσουμε ένα υλικό με μαλακή και πορώδη επιφάνεια, θα δούμε ότι αυτή είναι γεμάτη μικρά ή μεγαλύτερα «βαθουλώματα», τους πόρους. Σε κάποια υλικά, όπως για παράδειγμα στο σφουγγάρι, οι πόροι αυτοί είναι ορατοί με γυμνό μάτι. Σε άλλα υλικά, για να δούμε τους πόρους, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μεγεθυντικό φακό ή ακόμα και μικροσκόπιο.
Στα μαλακά και πορώδη υλικά ο ήχος ανακλάται πολλές φορές στα τοιχώματα που περιβάλλουν τους πόρους. Οπότε το ηχητικό κύμα "εγκλωβίζεται" στο υλικό και είναι σαν να το απορροφά.
Στο φαινόμενο της απορρόφησης του ήχου, βασίζεται η ηχομόνωση. Η ηχομόνωση είναι η διαδικασία με την οποία εμποδίζεται η διάδοση ενοχλητικών ήχων και η ανεπιθύμητη ανάκλαση ηχητικών κυμάτων.
Τα υλικά που ευνοούν την ηχομόνωση είναι μαλακά και πορώδη και ονομάζονται ηχομονωτικά υλικά. Τέτοια είναι: το φελιζόλ, ο υαλοβάμβακας, το σφουγγάρι, τα χαλιά, τα υφάσματα, κ.ά.
Η τοποθέτηση φελιζόλ στους τοίχους, προσφέρει ηχομόνωση μεταξύ των δωματίων.
Η τοποθέτηση των κωνικών αντικειμένων από μαλακό υλικό, προκαλεί την ηχομόνωση του ήχου.
Η ηχομόνωση είναι το σημαντικότερο στοιχείο σε ένα στούντιο ηχογράφησης. Μπορείς να καταλάβεις γιατί;
Παρουσίαση του μαθήματος από την "Ψηφιακή Τάξη".
ΦΕ5: ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΗΧΟΣ - ΤΟ ΑΦΤΙ ΜΑΣ
Το ανθρώπινο αυτί αποτελείται από μικρότερα όργανα, τα οποία συνεργάζονται μεταξύ τους, προκειμένου να ακούσουμε τους ήχους γύρω μας. Τα αυτί χωρίζεται σε τρία τμήματα, το εξωτερικό αυτί, το μέσο αυτί και το εσωτερικό αυτί.
Κάθε ήχος (ηχητικό κύμα), φτάνει πρώτα στο πτερύγιο του αυτιού, το οποίο "συγκεντρώνει" το ηχητικό κύμα και το οδηγεί προς τα μέσα. Ουσιαστικά, το ηχητικό κύμα ανακλάται πάνω στο πτερύγιο και ακολουθεί μια συγκεκριμένη πορεία. Η πορεία αυτή είναι μέσα από τον ακουστικό πόρο, ο οποίος μαζί με το πτερύγιο αποτελούν το εξωτερικό αυτί.
Ο ακουστικός πόρος "οδηγεί" το ηχητικό κύμα στο τύμπανο, μια λεπτή, ανθεκτική μεμβράνη, η οποία αναγκάζεται να ταλαντωθεί, ανάλογα με το ηχητικό ερέθισμα. Η ταλάντωση του τυμπάνου θέτει σε κίνηση τρία μικροσκοπικά οστάρια. Τύμπανο και οστάρια αποτελούν το μέσο αυτί.
Τα οστάρια μεταδίδουν την παλμική κίνηση στον κοχλία, έναν σπειροειδή σωλήνα με μικροσκοπικές τριχίτσες και ευαίσθητα νευρικά κύτταρα. Στον κοχλία, το ηχητικό ερέθισμα μετατρέπεται σε ηλεκτρικό παλμό. Έχουμε ουσιαστικά, μετατροπή της κινητικής ενέργειας σε ηλεκτρική! Ο κοχλίας συνδέεται με τον εγκέφαλο, με το ακουστικό νεύρο και αποτελούν το εσωτερικό αυτί. Το ακουστικό νεύρο μεταφέρει το ηχητικό ερέθισμα (ως ηλεκτρικό παλμό) στον εγκέφαλο και ο εγκέφαλος το ερμηνεύει ανάλογα. Οπότε, αυτό που ακούμε, δεν είναι το αυτί μας που το αναγνωρίζει και το αντιλαμβάνεται, αλλά ο εγκεφαλός μας!
Δίπλα στον κοχλία, υπάρχουν επίσης, οι ημικυκλικοί σωλήνες και η αίθουσα, όργανα που περιέχουν υγρό και δεν έχουν σχέση με την ακοή, αλλά με την ισορροπία!
Ο άνθρωπος έχει δύο αυτιά, προκειμένου να μπορεί να αντιλαμβάνεται την προέλευση του ήχου. Επειδή ο χρονος που ο ήχος φτάνει σε κάθε αυτί ειναι διαφορετικός, ο εγκέφαλος μπορεί και αντιλαμβάνεται από ποια κατεύθυνση έρχεται ο ήχος.
Δεν μπορούμε, όμως, να ακούσουμε όλους τους ήχους. Οι ταλαντώσεις του ήχου σε ένα δευτερολέπτο μετριούνται σε Hertz (Hz). Έτσι, ο άνθρωπος δεν μπορεί να ακούσει ήχους κάτω από 16 Hz, δηλαδή ήχους που οφείλονται σε πιο αργές ταλαντώσεις και ονομάζονται υπόηχοι. Ομοίως, δεν μπορούμε να ακούσουμε και ήχους με περισσότερες από 20.000 ταλαντώσεις, δηλαδή πάνω από 20.000Hz. Οι ήχοι αυτοί ονομάζονται υπέρηχοι.
Ο άνθρωπος όσο μεγαλώνει "χάνει" την ικανότητα του να ακούει σε υψηλές συχνότητες. Επίσης, οι σκύλοι μπορούν να ακούν υποήχους, ενώ οι νυχτερίδες ακούν ήχους πάνω απο 2.000 Hz.
Θες να μάθεις κάτι σοκαριστικό;
Η ανθρώπινη φωνή μπορεί να φτάσει μέχρι τα 1.100 Hz, άρα αν δούμε μπροστά μας μια νυχτερίδα και ουρλιάξουμε από το φόβο μας... αυτή ούτε που θα μας ακούσει! 
Τι ήχους μπορεί να ακούσει ένας άνθρωπος, ένας σκύλος, ένα δελφίνι, ένας κοκκινολαίμης και μια νυχτερίδα;
Ένα σύντομο βίντεο με τον τρόπο που λειτουργεί το αυτί μας.
Ένα ενδιαφέρον πείραμα με την βοήθεια μιας μεταλλικής πλάκας, λίγης άμμου και ενός ηχείου. Οι ακουστικές συχνότητες δονούν τη μεταλλική πλάκα με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργούν περιοχές που δεν υπάρχει δόνηση. Η άμμος πέφτει σε αυτές τις περιοχές, δημιουργώντας όμορφα γεωμετρικά σχήματα. Καθώς η συχνότητα μεγαλώνει, τα σχήματα γίνονται και πιο περίπλοκα.
Όταν ένα τμήμα του μηχανισμού ακοής δυσλειτουργεί,το αποτέλεσμα είναι η ελάττωση της ακουστικής ικανότητας, που ιατρικά ονομάζεται βαρηκοΐα. Χάρη στο ακουστικό βαρηκοΐας, αυτό το μωράκι ακούει για πρώτη φορά!
Ο Λουντβιχ βαν Μπετόβεν, αν και κωφός τα τελευταία 8 χρόνια της ζωής του, κατάφερε να συνθέσει πολύ σπουδαία έργα. "Άκουγε" τις μελωδίες μέσα στο μυαλό του, διαβάζοντας απλά και μόνο τις παρτιτούρες του.
Παρουσίαση του μαθήματος από την "Ψηφιακή Τάξη".
Ερωτήσεις για το πέμπτο κεφάλαιο της ενότητας.
Στο παρακάτω βίντεο υπάρχει ήχος διαφορετικών ταλαντώσεων (συχνοτήτων, Hz).
Παρακολουθήστε το βίντεο και σημειώστε στα πόσα Hz σταματήσατε να ακούτε τον ήχο.
Τι ηλικία έχουν τα αυτιά σας σε εκείνη τη συχνότητα;
Πατήστε ΑΠΑΝΤΗΣΗ (πράσινο κουμπί) και γράψτε τι σημειώσατε!
ΦΕ6: ΗΧΟΡΡΥΠΑΝΣΗ - ΗΧΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ
Οι ενοχλητικοί ήχοι, οι θόρυβοι δηλαδή, έχουν αρνητική επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό. Καθώς ο οξύς και έντονος ήχος, αναγκάζει το τύμπανο του αυτιού μας να ταλαντώνεται συνέχεια, τα αυτιά μας αισθάνονται πόνο.
Μάλιστα, η συνεχής παραμονή σε χώρους με τέτοιους ήχους μπορεί να προξενήσει βλάβες στα αυτιά μας, που οδηγούν σε βαρηκοΐα, μιας και ο άνθρωπος χάνει σιγά-σιγά την ικανότητα να ακούει πιο σιγανούς ήχους. Το πρόβλημα της έντονης ενόχλησης από τους θορύβους ονομάζεται ηχορρύπανση.
Η ηχομόνωση είναι η διαδικασία με την οποία προστατευόμαστε από τους ενοχλητικούς θορύβους. Ηχομόνωση μπορούμε να επιτύχουμε αξιοποιώντας τόσο την απορρόφηση του ήχου, στα ηχομονωτικά υλικά, όσο και την ανάκλαση.
Για παράδειγμα, τα τζάμια των παραθύρων ανακλούν τους εξωτερικούς ήχους και αυτοί δεν εισέρχονται στο σπίτι. Μάλιστα, αν τα παράθυρά μας έχουν διπλά τζάμια, που στο ενδιάμεσό τους υπάρχει αέρας ή κάποιο άλλο αέριο, τότε αξιοποιούμε και την απορρόφηση του ήχου, οπότε και πετυχαίνουμε καλύτερη ηχομόνωση στον χώρο.
Η προστασία από ενοχλητικούς θορύβους, δηλαδή η ηχοπροστασία, είναι σημαντικός παράγοντας για την ποιότητα της καθημερινής ζωής, γι' αυτό και η ίδια η πολιτεία λαμβάνει μέτρα όπως είναι: οι ώρες κοινής ησυχίας, η κατασκευή ηχομονωτικών τοίχων σε πολύβοους δρόμους, η απομάκρυνση εργοστασίων από κατοικημένες περιοχές κ.ά.
Με πληροφορίες από την εφημερίδα «Guardian» (διασκευή από το epirusonline)
Η περίοδος της καραντίνας μείωσε την ηχορρύπανση.
Παρουσίαση του μαθήματος από την "Ψηφιακή Τάξη".
Ερωτήσεις για το έκτο και τελευταίο κεφάλαιο της ενότητας.
ΤΕΛΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ - ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ
Ολοκληρώσαμε την ενότητα του ήχου. Πολλά μπραβό! Τα πήγατε εξαιρετικά!
Παρακάτω θα βρείτε υλικό που αφορά ολόκληρη την ενότητα και θα σας βοηθήσει στην επανάληψή σας.