[ناصر اللحياني]

[justify]

8-1 خصائص الصوت والكشف عنه Properties and Detection of Sound

( يحتاج إلى 3 حصص )

الحصة الـ 12 :

نشاط 1 : يستهل المعلم درسه بمقدمة عن نعمة عظيمة من نعم الله عز وجل علينا التي لا تعد ولا تحصى وهي نعمة إصدار الصوت وسماعه وأهميتها في حياتنا، وكيف نؤدي شكر هذه النعمة وما حال من حرم منها.

ثم يوزع المعلم طلابه إلى مجموعات ويعطي كل مجموعة مسطرة ، ويطلب منهم وضعها على طرف الطاولة وإحداث أصوات مختلفة من خلال تغيير طول المسطرة من طرف الحافة ، كما في المحاكاة والصور التالية :

http://www.youtube.com/watch?v=TMaMhv6dplY



[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882153.swf]width=400 height=300[/FLASH]
( أضغط على المسطرة )

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882172.swf]width=400 height=300[/FLASH]
( أضغط على المسطرة )

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882183.swf]width=400 height=300[/FLASH]
( أضغط على المسطرة )

ثم يتساءل عن سبب ظهور الصوت ، يُوجه المعلم النقاش مستعينا بهذه المحاكاة :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882498.swf]width=550 height=400[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882528.swf]width=550 height=400[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882562.swf]width=400 height=400[/FLASH]

حتى يتوصل الطلاب إلى أنّ سبب ظهور الصوت هو اهتزاز المسطرة إلى الأمام وإلى الخلف ممّا يجعل حواف المسطرة تصطدم بجزيئات الهواء وتسبب تغيرات منتظمة في ضغط الهواء جميع الاتجاهات ، بحيث تتشكل مناطق ذات ضغط مرتفع ( تضاغط ) و مناطق ذات ضغط منخفض ( تخلخل ) .

ثم يُبيّن المعلم أنّ انتقال تغيرات الضغط خلال المادة يسمى موجة صوتية ( الصوت ) ، ويطلب من الطلاب ذكر أمثلة على ذلك ليتوصل الطلاب إلى الأمثلة التالية : اهتزاز الحبال الصوتية عند الحديث ( يطلب أنّ يضع كل واحد منهم أصبعه على حنجرته ليشعر باهتزازها أثناء الحديث ) ، واهتزاز سماعات المسجل واهتزاز الشوكة الرنانة ، واهتزاز الكأس ذي الساق ، واهتزاز صفارة الإنذار ، واهتزاز أي مصدر للصوت ، ثم يعرض هذه المحاكاة والصور للتعزيز :


إذا : الصوت هو تغيُّر في الضغط ينتقل خلال المادة على هيئة موجة طولية ( تضاغط وتخلخل ) ولا ينتقل في الفراغ .

نشاط 2 : يعرض المعلم المحاكاة التالية ، ويطلب من الطلاب وصف تردد موجة الصوت وطولها الموجي :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328554132.swf]width=776 height=465[/FLASH]

يوجه المعلم النقاش بتذكيرهم بما درسوه في خصائص الموجات ، حتى يتوصل الطلاب إلى أنّ :
تردد موجة الصوت : هو عدد الاهتزازات في الضغط خلال الثانية الواحدة .
الطول الموجي للصوت : المسافة بين مركزي ضغط مرتفع أو منخفض متتاليين .

نشاط 3 : يتساءل المعلم عن أثر الحرارة على الصوت ، يترك الفرصة للطلاب للتفكير ثم يوجه المعلم النقاش بإثارة الأسئلة .. ما هو الصوت ؟ أليس هو اهتزازات للجزيئات ؟ ماذا يحدث للجزيئات عندما تزداد درجة حرارتها ؟ ألا تزداد طاقته الحركية وبالتالي سرعتها ؟ حتى يتوصل الطلاب إلى أنّ سرعة الصوت تعتمد على درجة الحرارة ، ثم يُبيّن المعلم أنّ العالم لابلاس توصل إلى أنّ سرعة الصوت تزداد بمقدار 0.6 m/s لكل زيادة في درجة الحرارة مقدارها 1̊C .
ويستطرد المعلم بتوضيح أنّ سرعة الصوت عموما في المواد الصلبة أكبر منها في السوائل ، وأكبر منها في الغازات .
ثم يعرض المحاكاة التالية التي تبيّن تردد موجة الصوت وسعتها وأثر درجة الحرارة عليها ( أضغط على next ) .

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882639.swf]width=760 height=420[/FLASH]

نشاط 4 : يتساءل المعلم عن تفسير ظاهرة الصدى ، يُوجه المعلم النقاش إلى سلوك الموجات التي سبق لهم دراستها ، حتى يتوصل الطلاب إلى أنّ ظاهرة الصدى ناتجة عن انعكاس موجات الصوت ، ويستطرد المعلم بأن الخفاش يستند إلى هذه الظاهرة وكذلك السونار في السفن .

http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882727.swf

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882675.swf]width=600 height=600[/FLASH]

نشاط 5 : يعرض المعلم الفيديو التالي :

http://www.youtube.com/watch?v=ytv_o9M4ue4

http://www.youtube.com/watch?v=21w4zlKr7d8

( ستجد في رابط التحميل الدرس آخر هذه المشاركة ملف جافا لهذه المحاكاة وستكون رؤية الموجة بشكل أوضح )

ويطلب منهم ملاحظة ما يحدث ، سيلاحظ الطلاب تداخل موجتان صوتيتان ، ثم يُبيّن المعلم أنّ ذلك يؤدي إلى نشوء بقع تسمى البقع الميتة حيث يكون الصوت عندها ضعيفا جدا .

الحصة الـ 13 :

نشاط 6 : يتساءل المعلم عن طرق الكشف عن الصوت ، مع عرض المحاكاة التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882867.swf]width=430 height=380[/FLASH]



[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328882907.swf]width=600 height=400[/FLASH]

يوجه المعلم النقاش حتى يتوصل الطلاب إلى أنّ الأذن البشرية والميكرفون هما أبرز كواشف الصوت ، حيث يقوما بتحويل الطاقة الصوتية إلى شكل آخر من أشكال الطاقة .

نشاط 7 : يطلب المعلم من طالب أن يُسقط عُملتين عشوائيا ( نصف ريال وربع ريال ) ويطلب من طالب آخر أنّ يُميز بين صوتي العملتين دون النظر إلى زميله ، سيلاحظ الطالب الثاني أنّ لعملة النصف ريال حدة صوت أكبر ، ثم يعرض المعلم هذه المحاكاة :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328883031.swf]width=550 height=400[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328883143.swf]width=550 height=350[/FLASH]

سيلاحظ الطلاب زيادة حدة الصوت كلما زاد التردد ، ثم يُبيّن المعلم أنّ هذا ما توصل إليه ميرسن وجالليو أنّ حدة الصوت يعتمد على التردد لا على حساسية الأذن ، ولكن طبيعة الأذن البشرية تسمع في حدود 20 Hz إلى 16000 Hz ويقل إحساس الأشخاص الأكبر سنا بالترددات الأكبر من 10000 Hz .

نشاط 8 : يعرض المعلم محاكاة الجافا التالية بحيث يُغير من سعة الموجة الصوتية كما في الفيديو التالي :

http://www.youtube.com/watch?v=HjB9nJvd6Co

( ستجد في رابط التحميل الدرس آخر هذه المشاركة ملف جافا لهذه المحاكاة وستكون رؤية الموجة بشكل أوضح )

وللتعزيز يعرض هذه المحاكاة :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328883217.swf]width=714 height=330[/FLASH]

ويتساءل عن أثر تغيّر السعة ، سيلاحظ الطلاب أنّ زيادة سعة الموجة الصوتية يعني تغيّر مقدار التضاغط والتخلخل وسيلاحظون كذلك ( عُلو الصوت ) مع زيادة السعة ، ثم يستطرد المعلم بتوضيح أنّ الأذن البشرية حساسة جدا لتغيرات الضغط في الموجة الصوتية ، حيث أنّها تتحسس سعات موجات ضغط قيمتها أقل من واحد من المليار من الضغط الجوي ، ومثال ذلك الشعور بتغيّر الضغط على الأذن عند الصعود إلى قمة جبل .
ثم يعرض المعلم هذه المحاكاة لتوضيح أنّ سعة الموجة الصوتية تسمى ( مستوى الصوت ) وتقاس بوحدة الديسبل .

نشاط 9 : يعرض المعلم المحاكاة التالية أو يختار منها ما يراه مناسبا :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328883265.swf]width=545 height=560[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328883407.swf]width=700 height=500[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328883528.swf]width=600 height=425[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1328883562.swf]width=540 height=500[/FLASH]

ويتساءل عن حدة الصوت ، سيلاحظ الطلاب أنّ حدة الصوت تتغيّر مع مرور المركبة ، ثم يبيّن المعلم أنّ تغيّر حدة الصوت ( تغيّر التردد ) هو تأثير دوبلر ، فعندما يتحرك مصدر الصوت تنتشر الموجات المنبعثة من المصدر في دوائر مركزها المصدر .

الحصة الـ 14 :
مسائل .

في الرابط التالي مجلد يحتوي على جميع الصور والفلاشات والفيديو المدرجة في هذا الدرس مع المرشد الدراسي له :

[hide]أضغط هنــــا للتحميل [/hide]

[/justify]