1.dok. proekt.zvuk

Проект «О звуке, издаваемом
струнными музыкальными
инструментами»
Работа
Учащихся 7 «Б» класса коррекционной школы №17
г.Екатеринбург
Руководитель работы:
Пустынникова Екатерина Владимировна
Учитель музыки ГСКОУ СО "Специальная школа-интернат № 17"
Голованов Алексей Васильевич
Учитель труда ГСКОУ СО "Специальная школа-интернат № 17"
Екатеринбург 2014
Паспорт работы
Образовательное учреждение: ГСКОУ СО "Специальная школа-интернат №
17"
Адрес: ул. Краснокамская 36 (инд. 620043)
Телефон: +7 (343) 234-34-53
Автор работы: Глазунов Егор, Марышева Люда ( 7б класса)
Название работы: «Теория струны»
Основной предмет :музыка
Предметный цикл: гуманитарные науки
Руководитель работы: Пустынникова Екатерина Владимировна, учитель
музыки
Способ представления работы на защите: выступление, компьютерная
презентация, демонстрация модели
Подпись руководителя работы______________
Подпись исполнителя_____________________
Аннотация
Тема: «Теория струны»
Автор работы, : Глазунов Егор, Марышева Люда ( 7б класса)
Научный руководитель: : Пустынникова Екатерина Владимировна, учитель
музыки
Работа возникла из противоречия между занятием музыкой авторов работы
и непониманием многих процессов, протекающих при игре на музыкальных
инструментах. Стремление более глубоко разобраться, что такое звук, как он
возникает, от чего зависит высота и тембр звука, привело к написанию этой
работы. Эта тема актуальна не только для автора, но и для многих стремящихся
познать красоту музыки.
Проблема: понимание физических процессов при настройке струнных
музыкальных инструментов
Объект исследования: раздел акустической физики
Предмет исследования: образование звуковой волны и ее характеристик, как
представителя механических колебаний
Гипотеза: Ели создать наглядную модель струн инструмента, где струны будут
разной длины и показать, как при этом меняется звук, то можно
проиллюстрировать физику процесса звуковых колебаний
Цель: создать наглядную иллюстрационную модель струнного инструмента,
позволяющую углубить понимание физических процессов, происходящих при
этом
Задачи:
1. Изучить информационный научный теоретический материал различных
источников по вопросу акустической физики
2. Систематизировать знания и материалы по различным струнным
музыкальным инструментам, разобраться с принципом их работы с точки
рения физики.
3. Создать иллюстрационную модель струнного музыкального инструмента.
Разработать и провести эксперименты, позволяющие изучить на модели
струнного инструмента, как изменяется звук в зависимости от длины
струны.
Методы исследования: изучение информационных источников,
анализ,
систематизация и синтез
Краткое описание работы:
В 1 главе данной работы рассмотрены теоретические аспекты раздела
акустической физики: условия возникновения механических колебаний,
основные характеристики колебаний. Также рассмотрены основные аспекты
звуковых колебаний и исторические факты «теории струн»
Во 2 главе описаны разработанные исследования, которые автор провел, изучая
зависимость высоты звучания длины от струны, а также описана и рассчитана
модель струнного инструмента.
Основные выводы и результаты:
В результате проведенных исследований мы пришли к выводу, что чем короче
струна струнного инструмента, тем высота звука выше, а также корпус
музыкального струнного инструмента является резонатором и значительно
усиливает звучание мелодии.
Библиография:
1. Большая советская энциклопедия. В 30 тт.
2. Энциклопедический словарь. Брокгауз Ф.А., Ефрон И.А. В 86 тт.
3. А. Е. Гуревич Физика 9 , М: Дрофа 2002
4. О. Ф. Кабардин Физика 7, М: Просвещение 2010
СОДЕРЖАНИЕ.
1. Паспорт
2. Аннотация
3. Введение
4. 1 Глава
 Механические колебания
 Виды колебаний
 Основные понятия
 Звук
 Характеристики звука
 Пифагор
5. 2 Глава
 Струнные музыкальные инструменты
 Принцип действия струнного музыкального инструмента
 Опыт «струны»

6. Заключение
Введение.
Очень многие люди хотят освоить игру на различных инструментах. В
основном это фортепьяно, гитара, скрипка, арфа, виолончель. Все это
струнные музыкальные инструменты. Но часто люди не понимают, как
формируется звук, откуда он идет, как увеличить громкость звучания, как
происходит
повышение и понижение тона звучания.
Это все научные
вопросы, на которые можно дать грамотные ответы только изучив раздел
физики - акустика.
Поняв это, автор работы обратился к учебникам, а также решил провести
эксперименты и убедиться на опыте от чего зависит громкость и высота
звучания звука. В результате во 2 главе автор описал проведенные
исследования.
I глава
Механические колебания
Механические движения тел, повторяющиеся через одинаковые промежутки
времени, называются механическими колебаниями.
Колебательным называется такое движение, которое периодически
повторяется и происходит около определенного положения, называемым
положение равновесия.
Вид колебания
Свободные
Характеристика колебания
Пример
Колебания, происходящие в системе
Груз, подвешенный к
тел без внешнего воздействия, ЭТО
нити;
ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ, т.к.
Груз, прикреплённый к
присутствует сопротивление
пружине.
окружающей среды
Колебание струны
музыкального
инструмента
Вынужденные
Колебания, происходящие под
Листья на деревьях.
действием периодически
действующих внешних сил.
Автоколебания
Колебания, при которых система
Механические часы с
имеет запас потенциальной энергии.
маятником.
Колебания незатухающие, которые
могут существовать в системе
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ:
Система тел- группа тел, движение которых изучается
Внутренние силы- силы, действующие между телами системы
Внешние силы – силы, действующие на тела системы со стороны тел, не
входящих в нее
Условия возникновения свободных колебаний:
1) При выведении тела из положения равновесия в системе должна
возникать сила, возвращающая тело в положение равновесия;
2) Трение в системе должно быть достаточно мало
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЕБАНИЙ
Амплитуда - максимальное смещение тела от положения равновесия
Период – время одного полного колебания
Частота – количество полных колебаний в единицу времени
Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды колебаний при
совпадении частот вынуждающей силы с собственной частотой.
Механические волны – это процесс распространения колебаний в
окружающем упругом пространстве.
Поперечная волна - это волны, в которых колебания точек среды происходят
в направлении, перпендикулярном направлению распространению волны.
Продольная волна – это волна, в которой колебания точек среды
происходят вдоль прямой, по которой распространяется волна.
Звук
– механическая волна с частотой колебаний от 16 до 20000Гц.
Звук- продольная волна
Характеристики звука
Звуки бывают разными: приятными и неприятными, звонкими и хриплыми,
громкими до боли в ушах и еле-еле различимыми. Для характеристики звука
вводятся специальные физические величины: сила звука, громкость ,
высота тона, тембр.
Сила звука определяется энергией, излучаемой источником звука по всем
направлениям в единицу времени.
Сила звука определяется амплитудой колебаний звучащего тела.
Громкость зависит как от силы звука источника, так и от удаления
приёмника от источника звука, определяется амплитудой колебания, чем
больше амплитуда, тем звук громче.
Высота тона определяется частотой колебания тела.
Тембр звука - (франц. timbre), качество звука (его "окраска", "характер"),
которое позволяет различать звуки одной и той же высоты, исполняемые на
различных инструментах или различными голосами. Тембр связан со сложным
характером звуковых колебаний и зависит от того, какие обертоны,
(частичные тоны) сопутствуют основному тону и в каких областях звукового
спектра они особенно сильны.
Тон или простой звук –звук графиком которого является синусоида.
Исследуемый звук разлагается на ряд составляющих. Это показано на рисунке.
Составляющая наибольшего периода (наименьшей частоты) называется
основным тоном. Амплитуда основного тона больше, чем у остальных
составляющих. Основной тон определяет высоту сложного звука. По нему
голоса людей, звуки инструментов относятся к высоким или низким. Остальные
составляющие сложного звука называют обертонами (у них высота тона
больше, чем у основного)
Ухо человека способно реагировать на волны определённого диапазона
частотой от 16 до 20000 Гц. Благодаря этому с помощью звука люди общаются
друг с другом.
Волны частотой меньше 16 Гц называются инфразвуком, волны частотой
больше 20000 Гц называют ультразвуком. В природе инфра- и ультразвукидостаточно распространены. Ультразвук широко используется в медицине, во
многих научных и промышленных установках.
Распространение звука в различных средах
Звуковые волны распространяются во всех средах. Но скорость их
распространения больше в тех средах, в которых частицы вещества сильнее
связаны друг с другом и при деформации среды возникают большие силы
упругости. Поэтому скорость распространения звука в твёрдых веществах
больше, чем в жидкостях и газах. В вакууме звук не распротраняется.
Значение частоты колебаний крыльев насекомых и птиц в полёте (в Гц)
Бабочка
капустница
Ворона
До 9
Воробей
До 13
3-4
Пчела
200-250
Стрекоза
Шмель
38-100
180-240
Комар
Муха
Типы струнных
инструментов
Щипковые
Метод игры на струнных Представители
инструментах
Щипок
Гитара, арфа,
балалайка ,
до
мбра, гусли…
Смычковые
Ведение смычком по
струнам
Скрипка, альт,
виолончель…
Ударные
Удар молоточком по
струне.
Фортепиано,
цимбалы.
300-600
190-330
Другие
Движение воздуха,
трение о вращающееся
колесо, магнитное поле.
Эоловая арфа,
электрогитара,
колёсная лира…
Резонатор – прибор для усиления звука. Корпус любого музыкального
инструмента – это резонатор.
II глава
Струнный музыкальный инструмент — это музыкальный инструмент, в
котором источником звука (вибратором) являются колебания струн.
Основной
принцип
работы
струнных
музыкальных
инструментов
заключается в следующем: создается колебание струны, которое рождает звук.
Рожденный звук попадает в корпус музыкального инструмента, многократно
отражается от него, входит в резонанс с частой колебаний корпуса – резонатора
и усиливается. Высоту звука можно изменять при помощи изменения длины
струны.
В различных музыкальных инструментах колебания струны создаются
разными способами: щипком, смычком, ударом молоточка …
СТРУНЫ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
ШЕЙКИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Музыкальный строй – это ряд нот, расположенных по возрастанию частоты с
регулярными интервалами.
Музыкальный строй состоит из 8 октав: субконтроктава, контроктава, большая октава,
малая октава, первая, вторая, третья, четвертая.
В каждой октаве 12 звуков:
7 чистых тонов ( до, ре, ми, фа, соль, ля, си) и 5 полутонов.
Опыт «Струны».
Цель: разработать, описать и создать модель грифа струнного
музыкального инструмента
Что потребуется:
1 Фанера
2 Шурупы
3 Линейка
6с
23см
36,5см
4 Фломастер
Описание работы по созданию модели:
 взять заранее отшлифованную доску;
 ввинтить в неё шурупы так, чтобы пара шурупов находилась друг против
друга, и расстояния между парами шурупов были разными (см. рис);
 натянуть между шурупами леску и проволоку разной толщины, надёжно
закрепить её;
 подписать расстояния между шурупами.
Исследование №1.
Цель: определить, как высота звука зависит от длины струны
Приборы и материалы: собранная установка, струны №1 и 2
Проведение исследования:
1. Привести в колебание струну №1. Наблюдения – звук не слышен.
2. Привести в колебание струну №2. Наблюдение – звук слышен
3. Привести в колебание струну №2, уменьшив ее длину, зажав пальцем.
Наблюдения – слышен звук более высокого тона.
Длина струны
6см
15см
23см
36,5см
Высота звука
Не слышно
высокий
ниже
Еще ниже
Вывод: проведя исследование, мы убедились в том, что струны не всех длин
издают слышимые звуки, и высота звука зависит от длины струны – чем длина
короче, тем звук выше.
Исследование №2.
Цель: определить, как высота звука зависит от длины струны.
Приборы и материалы: собранная установка, струна №2 и №3
Проведение исследования:
1. Привести в колебание струну №2. Наблюдения – слышен звук
2. Уменьшить длину струны №3 до длины струны №2, зажав струну №3.
3. Привести в колебание струну №3. Наблюдения – слышен звук более
низкого тона
Вывод: струны одинаковой длины, но разного диаметра издают звуки разной
высоты – чем струна тоще, тем высота тона звука ниже.
Исследование №3.
Цель: выяснить, влияет ли резонатор (любой полый предмет) на усиление
звука.
Приборы и материалы: собранная установка, обувная коробка с отверстием
Проведение исследования:
1. Привести в колебание струны установки
2. Положить установку на коробку с отверстием, привести в колебание
струны установки. Наблюдения – звук усилился.
3.
Вывод: у каждого струнного инструмента должен быть корпус, который
является резонатором.
Заключение.
Выполнив данную работу, автор углубил сове представление о природе звука, о
способах получения звука в музыкальных инструментах, о способах изменения
высоты звука.
Автор разработал и создал наглядную модель грифа струнного инструмента.
Разработал и провел исследования, позволяющие более глубоко разобраться с
физикой процесса образования звука в струнных музыкальных инструментах.
Можно сделать вывод, что гипотеза, сформулированная в начале работы,
подтвердилась.