Досить прогресивним напрямком для науки сьогодні є вивчення різних механічних коливань пружних хвиль, їх дія на організм людини.
У школі учні часто намагаються знайти незвичайну тему для самостійного опрацювання в рамках навчальної програми. Однією з них може бути підготовка повідомлення з фізики «Ультразвук і інфразвук». Реферат на цю тему може вийти досить цікавим і пізнавальним.
Рекомендації по написанню
Реферат з фізики відрізняється від інших подібних робіт тим, що необхідно використовувати тільки наукові джерела. В такому випадку можуть бути застосовані не тільки бібліотеки, а й інтернет. Від учня вимагається не просто знайти і переписати головні тези, а й спробувати провести аналіз різних поглядів, що існують у вченій раді.
Структура реферату повинна охоплювати кілька частин. Оскільки повідомлення, зазвичай, займає близько двох-трьох тисяч знаків, розділяти їх в тексті не має сенсу. Потрібно буде просто логічно будувати послідовність викладу, описуючи головні моменти абзацами.
Структура доповіді на тему про механічні коливання може мати наступний вигляд:
- Вступна частина. У ній необхідно вказати актуальність досліджень ультразвуку та інфразвуку. Описати можливості їх застосування.
- Основний розділ. Тут слід коротко розповісти про природу виникнення та фізичної суті явища. Згадати про вивчення ефектів, їх відмінності один від одного. Незайвим буде описати властивості і характеристики процесів.
- Висновок. Мабуть, – це найцікавіший розділ. Він повинен містити аналіз вивченого матеріалу. Тут потрібно привести висновки і підбити підсумки.
Для середніх класів в тексті не треба використовувати складні специфічні слова або важкі для сприйняття приклади. Для старшокласників же, навпаки, багато речей є очевидними, тому, щоб їх зацікавити, знадобиться запропонувати матеріал, що знаходиться за рамками навчальної програми.
У мережі можна знайти готові реферати і навіть презентації на тему по ультразвукову та інфразвукову природу коливань. Але використовувати їх “як є” небажано. Адже головне завдання, що ставиться перед школярем при написанні доповіді, полягає в отриманні не тільки нових знань, а й самостійного опрацювання інформації, отримання вміння виділяти суть. Хоча зустрічаються і досить вдалі реферати, які, звичайно ж, можна брати за основу.
Приклад реферату
Звук – це фізичне явище поширення коливань в будь-якому середовищі. Ці збудження зачіпають широкий діапазон частот.
Людський організм здатний сприймати не весь діапазон коливань. Органи слуху людей обмежені частотами від 16 Гц до 20 кГц. Вищі або нижчі коливання людина не чує, хоча і може сприймати іншими органами почуттів. Все що лежить нижче 16 Гц, називають інфразвуком, а вище — ультразвуком. Причому останнім часом стали виділяти і гіперзвук. Це коливання понад одного гігагерца.
Особливості поширення низькочастотного спектра:
- велика дальність передачі через відсутність атмосферного поглинання;
- здатність затримувати чутні коливання;
- високий ступінь проникнення у тверді тіла і огинання перешкод;
- входження в резонанс з великими об’єктами, викликаючи їх вібрування.
Його дослідження знайшло широке застосування у сейсмологів і метеорологів. Оскільки джерелом низьких коливань служить зрушення титанічних плит, підземні поштовхи, удари блискавок, вчені навчилися передбачати землетруси, шторми. Довготривалий вплив низьких коливань на організм людини призводить до пошкодження її нервової та ендокринної систем, кисневого голодування тканин.
Ультразвук характеризується наступними властивостями:
- високою інтенсивністю;
- поглинанням в газовому середовищі;
- здатністю до фокусування;
- відбиттям і заломленням на межі розділу двох середовищ.
Остання властивість знайшла широке застосування в методах діагностики та дослідження захворювань. Оскільки довжина випромінювання дуже мала, воно відбивається від досить малих об’єктів. Ультразвук використовують і для лікування. Наприклад, в офтальмології, стоматології, фармакології. Його застосовують в дефектоскопії, зварюванні, гальванотехніці.
Але тим часом тривалий його вплив може привести до появи:
- головних болів;
- оніміння;
- зниження всіх видів чутливості;
- розладу вестибулярного апарату.
Деякі тварини вміють генерувати різні види звукового випромінювання. За допомогою інфразвуку спілкуються кити і слони, а ультразвук для обходу перешкод використовують кажани і довгоп’яти.
Доповідь для підготовленого слухача
Інфразвук, іноді званий низькочастотним звуком, описує звукові хвилі з частотою, що знаходиться нижче межі чутності (20 кГц), в той час, як ультразвук вище цього порога (20 Гц).
Слух людини влаштований так, що поступово стає менш чутливим при зменшенні частоти. Це також справедливо і при її збільшенні, тому для сприйняття людиною інфра- і ультрачастот звуковий тиск повинен бути досить високим.
Попри те, що вухо є основним органом сприйняття звуку, для інфразвуку характерна чутливість людського організму іншими частинами тіла.
Межа, що охоплюється інфразвуком, лежить в межах від 20 Гц до 0,1 Гц. Фіксування цього частотного діапазону застосовується для:
- моніторингу землетрусів і вулканів,
- картування гірських порід і нафтових утворень під землею,
- в балістокардіографії та сейсмокардіографії.
На дуже високих частотах звуки поводяться як частинки (фонони). Інфразвук утворюється на більш низьких частотах і може поширюватися набагато далі, ніж чутний звук: через море, землю або повітря.
Кажани, наприклад, можуть орієнтуватися і полювати, використовуючи ехолокацію, генеруючи ультразвук і синхронізуючи затримки, поки не почують ехосигнали, які інформують їх про відстані до найближчих об’єктів. Ультразвук застосовується в медицині для відновлення пошкоджених м’язів, сканування організму або лікування неоперабельних пухлин.
Наприклад, скорочення людського серця відбувається з частотою 1-2 Гц, а робота мозку в режимі дельта-ритму і альфа-ритму становить 0,5—13 Гц. Низькі частоти більш небезпечні для людського організму. Коливання хвиль можуть увійти в резонанс з органами живого організму, викликавши, тим самим, порушення в його роботі.
Частота коливань людського тіла змінюється від 8 до 15 Герц. Фактично, ця характеристика визначає загасаючу мікросудорогу м’язів. Якщо ж інфразвук викличе тривалий резонанс, амплітуда скорочень здатна збільшиться в десятки разів.
Найнебезпечнішим вважають інфразвук, що володіє частотами 6-9 Гц. Ці коливання відповідають процесам в головному мозку. При частоті звуку у 7 Гц можливе настання паралічу серця і нервової системи.
Презентація на тему «Ультразвук та інфразвук»
Презентацію можна зробити різними способами. Але найкраще оформити її в програмі PowerPoint. Це нескладний додаток, що дозволяє подати інформацію в зручному вигляді типу слайдів. Ось один з таких наборів презентаційних карт, що допомагає слухачам розібратися, чим же для людини є ультразвук і інфразвук:
Слайд 1
Звук має здатність поширюватися практично у всіх середовищах (виняток – вакуум). У міру свого віддалення від джерела він загасає. З фізичної точки зору, коли виникає звук, відбувається механічне коливання, виникає хвиля. Звукові коливання можуть проникати крізь різні предмети, але при цьому вони частково поглинаються і відбиваються.
Слайд 2
Інфразвук – це пружна хвиля, енергія якої зосереджена в спектральних складових з частотами нижче 20 Гц. Механічні коливання інфразвуку понад 20 000 Гц називають ультразвуковими. Ці частоти не сприймаються людським вухом, але їх сприймають різні тварини.
Слайд 3
Собаки сприймають звук до 40 кГц, веслоногі рачки, як і кажани, самі створюють ультразвукові хвилі. Їх використовують дельфіни та інші глибоководні для подолання перешкод. Тобто, наприклад, риби випускають хвилю, а потім за часом прийняття її відбиття розуміють, на якій відстані знаходиться який-небудь об’єкт.
Слайд 4
Коштом великої проникливої здатності ультразвук використовують для сканування внутрішніх органів, в ехолокації. Лікувальна терапія заснована на здатності ультразвуку надавати фізико-хімічний і тепловий вплив на тканини.
Слайд 5
Інфразвук часто утворюється під час штормів, землетрусів. У воді хвиля цього типу поширюється в 6 разів швидше, ніж звичайна звукова, тому риби, медузи, ракоподібні організми, здатні сприймати коливання і заздалегідь відчувають наближення стихії.
Слайд 6
На основі випромінювання інфразвуку існують розробки нових типів зброї. Довготривалий вплив або багаторазово посилені коливання можуть привести до:
- пошкодження зору;
- викликати нудоту;
- психічні відхилення.
Слайди є основною частиною. При підготовці реальної презентації знадобиться зробити ще одну презентацію, придумати фон і додати малюнки. Наприкінці ж обов’язково подякувати слухачам за увагу.
