I. Mục tiêu: 1. Về kiến thức:
oNêu đƣợc nguồn gốc của âm và cảm giác về âm.
oNêu đƣợc cƣờng độ âm, mức cƣờng độ âm là gì, đơn vị đo mức cƣờng độ âm. oNêu đƣợc mối quan hệ giữa các đặc trƣng vật lý và các đặc trƣng sinh lí của âm.
oBiết đƣợc phƣơng pháp thực nghiệm để khảo sát dao động âm là dùng dao động kí điện tử (hoặc thiết bị có chức năng tƣơng đƣơng) và đầu thu micrô.
oĐề xuất đƣợc phƣơng án dùng dao động kí điện tử (hoặc thiết bị có chức năng tƣơng đƣơng), micrô, máy phát âm tần và loa điện động để tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu sự phụ thuộc của các đặc trƣng sinh lí vào các đặc trƣng vật lý của âm.
oTrình bày đƣợc phƣơng pháp khảo sát những đặc điểm của sóng âm dựa trên đồ thị dao động của nguồn âm.
oNêu đƣợc tác dụng của hộp cộng hƣởng.
2. Về kỹ năng:
oBiết quan sát thí nghiệm và xác định đƣợc đối tƣợng quan sát, đặc trƣng của nó, so sánh các kết quả quan sát đƣợc dựa vào các đƣờng đặc trƣng (đồ thị âm).
oVận dụng tính cƣờng độ âm, mức cƣờng độ âm.
oVận dụng giải thích đƣợc vì sao các nhạc cụ (nguồn nhạc âm) lại phát ra các âm có tần số và âm sắc khác nhau.
oPhân biệt đƣợc âm cơ bản và các họa âm; nhạc âm và tạp âm. oRèn luyện kĩ năng đƣa ra dự đoán đối với một hiện tƣợng vật lý. oRèn luyện kĩ năng làm việc nhóm.
3. Về thái độ tình cảm
oChủ động, tích cực, hợp tác trong quá trình xây dựng kiến thức mới. oTỷ mỷ, thận trọng khách quan trong làm và quan sát thí nghiệm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
II. Chuẩn bị
1. Xác định mục tiêu nghiên cứu
oTổ chức tiến trình dạy học một số nội dung cơ bản của bài xuất phát từ những quan sát thực tế kết hợp với cảm giác của tai con ngƣời để nêu đƣợc nguồn gốc của âm và cảm giác về âm. Từ đó nêu đƣợc mối quan hệ giữa các đặc trƣng vật lý và các đặc trƣng sinh lí của âm.
2. Phƣơng án dạy học Về nội dung ghi bảng
Bài 17: Sóng âm. Nguồn nhạc âm.
1. Nguồn gốc của âm và cảm giác về âm. a. Nguồn gốc âm:
b. Cảm giác về âm:
2. Phƣơng pháp khảo sát thực nghiệm những tính chất của âm. 3. Nhạc âm và tạp âm:
+ Nhạc âm đồ thị là đƣờng cong tuần hoàn. + Tạp âm đồ thị là đƣờng cong không tuần hoàn. 4. Những đặc trƣng của âm:
a) Độ cao của âm: f lớn (âm cao), f nhỏ âm thấp (trầm). Tai ngƣời nghe âm có f từ 20Hz đến 20.000Hz.
b) Âm sắc: âm có sắc thái khác nhau, phụ thuộc vào tính chất đƣờng biểu diễn. c) Cƣờng độ âm. Mức cƣờng độ âm: + Cƣờng độ âm: 2 P( ) I S m W đơn vị: W/m2. + Mức cƣờng độ âm: 0 I L(dB) 10 lg I . d) Độ to của âm:
+ Ngƣỡng nghe: cƣờng độ âm nhỏ nhất gây cảm giác cho tai. + Ngƣỡng đau: cƣờng độ âm lớn nhất mà tai chịu đựng đƣợc. + Độ to của âm: phụ thuộc vào cƣờng độ và tần số của âm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5. Nguồn nhạc âm:
a) Dây đàn hai đầu cố định:
2 L k ; v f 2 v kv f L
; k = 1: âm cơ bản, k = 2 hoạ âm bậc 2, k = 3 hoạ âm bậc 3...
b) Ống sáo: 4 Lk , k = 1: âm cơ bản, k = 2... 6. Hộp cộng hƣởng: Về phƣơng pháp
o Quá trình dạy học đƣợc tiến hành thông qua các hoạt động của thầy và trò, trong đó có sử dụng (Scope 1.31 sử dụng kết hợp phần mềm xử lí âm thanh Audacity 1.3, tận dụng các tính năng của DDK) công nghệ thông tin.
o Tổ chức cho HS thảo luận, đánh giá các ý kiến
3. Chuẩn bị thiết bị dạy học:
Đối với giáo viên:
oÂm thoa, đàn dây. oDao động kí điện tử. oỐng sáo.
oHộp cộng hƣởng. oMáy vi tính, máy chiếu oGiáo án điện tử.
oĐề kiểm tra kết quả học tập.
oPhần mềm Scope 1.31 sử dụng kết hợp phần mềm xử lí âm thanh Audacity 1.3
Đối với học sinh:
oÔn lại sóng, giao thoa sóng, sóng dừng, năng lƣợng sóng. oPhƣơng trình sóng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PP&PTDH Quan sát thực tế Nêu vấn đề Thảo luận Thực nghiệm, giải quyết vấn đề - Phân tích, so sánh, khái quát. - Đàm thoại. - Giải quyết vấn đề
Các vật phát ra âm thanh đều dao động và ta gọi đó là nguồn âm. Ví dụ nhƣ dây đàn đƣợc gảy, mặt trống bị gõ, ống sáo,… đều dao động và phát ra âm. (Lớp7)
1. Nguồn gốc của âm và cảm giác về âm
Âm là gì? Tại sao có dao động lại nghe đƣợc có, dao động lại không nghe đƣợc? Sự truyền
âm phụ thuộc vào những yếu tố nào?
GT1: Nguồn âm GT2: Môi trƣờng truyền âm GT3: Cảm nhận của tai ngƣời
Tiến hành thí nghiệm kết hợp với quan sát minh họa
Kết luận:
- Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. - Âm nghe được (âm thanh)
- Hạ âm - Siêu âm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chuyển dao động âm (cơ) thành dao dộng điện.
Tiến hành thí nghiệm với: âm thoa, kèn, tiếng gõ lên tấm kim loại; quan sát đƣờng biểu diễn dao động âm của từng nguồn âm trên màn hình của dao động kí.
Kết luận: - Đơn âm - Nhạc âm - Tạp âm
Giải pháp nào để nghiên cứu sóng âm?
Quan sát Thực nghiệm Mô hình CNTT Phân tích, so sánh, khái quát. Đàm thoại Giải quyết vấn đề PP & PT Nêu vấn đề
2. Phƣơng pháp khảo sát thực nghiệm những tính chất của âm; Nhạc âm và tạp âm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tiến hành TN: Mắc 2 đầu dây của micrô với chốt tín hiệu vào của dao động kí. GV chỉ định một học sinh lên hát vào micrô một đoạn nhạc có âm cao, yêu cầu học sinh quan sát đƣờng biểu diễn dao động âm của đoạn nhạc này. Ghi lại hình ảnh đồ thị này. Sau khi ghi lại hình ảnh trên, yêu cầu học sinh đó hát vào micrô 1 đoạn nhạc khác có âm thấp rồi ghi lại hình ảnh đồ thị dao động âm.
GV yêu cầu HS so sánh hai hình ảnh thu đƣợc trên dao động kí; đồ thị của âm đƣợc phát ra từ hai đoạn nhạc khác nhau?
Nêu vấn đề Thực nghiệm Mô hình CNTT Phân tích, so sánh, khái quát. Đàm thoại Giải quyết vấn đề PP DH PTDH Quan sát thực tế Ta đã biết trong âm nhạc, các nút nhạc đồ, rê, mi, pha, son, la, si ứng với
các âm có độ cao tăng dần. Độ cao là đặc trƣng sinh lý để phân biệt âm cao (bổng) với âm thấp (trầm).
Độ cao của âm phụ thuộc vào đặc trƣng vật lý nào của âm và phụ thuộc nhƣ thế nào vào đặc trƣng vật lý đó?
Kết luận: Âm càng cao thì tần số càng lớn.
4. Những đặc trƣng của âm a. Độ cao của âm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tiến hành TN: Giáo viên cử hai học sinh lên lần lƣợt hát vào micrô có đầu nối với dao động kí cùng một đoạn nhạc với cùng độ to. Quan sát đƣờng biểu diễn dao động âm của từng ngƣời phát ra?
GV yêu cầu HS so sánh hình ảnh thu đƣợc trên dao động kí đồ thị của âm do hai học sinh phát ra.
Nêu vấn đề Thực nghiệm Mô hình CNTT Phân tích, so sánh, khái quát. Đàm thoại Giải quyết vấn đề PP dạy học Phƣơng tiện dạy học Quan sát thực tế Cùng một bài hát tức là có cùng độ cao, nhƣng do các ca sĩ khác nhau thể hiện tại sao ta vẫn phân biệt đƣợc giọng hát của từng ngƣời? Đó là đặc trƣng âm sắc của âm. Vậy âm sắc của âm phụ thuộc vào đặc trƣng vật lý nào của âm?
Kết luận: Các âm có cùng độ cao, độ to nhƣng có âm sắc
khác nhau thì dạng đồ thị dao động của âm cũng khác nhau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
D. Tiến trình dạy học cụ thể Ổn định tổ chức.
Kiểm tra bài cũ.
* Nắm việc chuẩn bị bài mới và học bài cũ.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp. - Trả lời câu hỏi của thầy. - Nhận xét bạn.
- Tình hình học sinh.
- Yêu cầu: Định nghĩa sóng cơ học? Phân biệt sóng ngang, sóng dọc, môi trƣờng truyền sóng cơ ? Thế nào là hai nguồn phát sóng kết hợp? Điều kiện giao thoa của hai sóng?
Đặt vấn đề: Chúng ta đang sống trong một thế giới âm thanh (tiếng cƣời nói, tiếng đàn nhạc du dƣơng, tiếng ồn ào ngoài đƣờng phố?). Tại sao ta lại nghe đƣợc các âm thanh đó?
Cho HS nghe giai điệu của của một đoạn nhạc, bài hát -> Đặt vấn đề vào bài mới
Bài 17: Sóng âm. Nguồn nhạc âm Hoạt động 1: Tìm hiểu nguồn gốc âm và cảm giác về âm.
* Nắm đƣợc nguồn gốc âm và cảm giác do âm gây ra. Phƣơng pháp khảo sát những tính chất của âm. Nhạc âm và tạp âm.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK theo HD - Thảo luận nhóm về âm.
- Trình bày nguồn gốc và cảm giác âm.
- Nhận xét bạn.
- Trả lời câu hỏi C1, C2.
+ HD HS đọc phần 1. Tìm hiểu nguồn gốc âm và cảm giác âm.
- Trình chiếu sự dao động của dây đàn, mặt trống, cột không khí trong ống sáo khi chúng phát ra âm.
H: Khi lá thép đàn hồi, âm thoa, chuông gió, mặt trống, loa,... phát ra âm, thì các nguồn âm này có chung đặc điểm gì ?
- Nêu nguồn gốc và cảm giác âm. - Nhận xét, bổ sung, tóm tắt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi
C1: Có những yếu tố nào tham gia vào quá trình tạo ra cảm giác về âm của ta?
Gợi ý:
- Môi trƣờng xung quanh loa là gì?
- Khi loa dao động thì lớp không khí xung quanh loa sẽ có hiện tƣợng gì?
- Sự nén giãn của lớp không khí xung quanh loa có đƣợc truyền ra môi trƣờng xung quanh không?
- Mô phỏng dao động của các phân tử khí khi có âm truyền qua.
C2. Tại sao âm không thể truyền qua chân không?
Hoạt động 2 : Nêu cách nghiên cứu thực nghiệm các tính chất của âm. Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK theo HD - Thảo luận nhóm...
- Nêu cách nghiên cứu thực nghiệm các tính chất của âm.
+ Chuyển dao động âm thành dao động điện nhờ Micro:
+ Đƣa tín hiệu điện vào máy dao động kí để khảo sát.
- Nhận xét bạn
+ HD HS đọc phần 2. Phương pháp khảo sát thực nghiệm những tính chất của âm.
- Trình bày phƣơng pháp phù hợp thực tế:
Thí nghiệm với dao động kí kết nối máy vi tính:
Tín hiệu điện áp đƣợc đƣa vào máy tính (DDK) quan sát trên màn hình qua giao diện phần mềm Scope 1.31.
+ Hiển thị dạng hàm phân bố biên độ theo tần số: Tung độ theo biên độ tín hiệu, hoành độ theo tần số (Hz). Dạng đồ thị này rất phù hợp cho yêu cầu nghiên cứu đặc trƣng âm sắc của sóng âm. (hình 2)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hoạt động 3 :Tìm hiểu nhạc âm và tạp âm.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK theo HD
- Thảo luận nhóm nhạc âm và tạp âm.
- Trình bày nhạc âm và tạp âm. - Nhận xét bạn
+ HD HS đọc phần 3: Nhạc âm và tạp âm.
- GV cho HS nghiên cứu dạng đồ thị của các âm phát ra từ âm thoa; đàn (sử dụng âm là một nốt nhạc độc tấu ghi ta, organ, piano…đƣợc biên tập trƣớc trong một thƣ mục trên máy tính) hiển thị trên màn hình nhờ phần mềm Audacity; thực nghiệm ghi lại âm phát ra bởi 2 hoặc 3 học sinh hát cùng nốt La
Hình 3 Hình 2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn hình 4 - Đề nghị HS nêu nhận xét so sánh về dạng đồ thị âm - Nhận xét, bổ sung, tóm tắt.
GV cho HS nghiên cứu dạng đồ thị của các âm phát ra từ việc gõ mạnh tấm kim loại, tiếng cọ xát các vật rắn. Đề nghị HS nêu nhận xét về dạng đồ thị. (hình 4).
* Nêu kết luận về nhạc âm và tạp âm theo 2 đặc điểm: Cảm giác nghe đƣợc và dạng đồ thị.
Hoạt động 4: Những đặc trƣng của âm.
* Nắm đƣợc các đặc trƣng của sóng âm: độ cao, âm sắc, cƣờng độ âm, mức cƣờng độ âm, độ to của âm.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Trả lời câu hỏi C3. - Đọc SGK theo HD
HS quan sát đồ thị và nghe âm phát ra. Nêu nhận xét và kết luận về liên hệ độ cao (nốt nhạc) và tần số (hình 5)
- Thảo luận nhóm về độ cao của âm. - Trình bày độ cao của âm và phụ thuộc của nó.
- Nhận xét bạn.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi
C3: Một dao động điều hòa có những đặc
trƣng vật lý nào?
+ HD HS đọc phần 4.a
- Tìm hiểu độ cao của âm.
- Trình bày độ cao của âm, phụ thuộc?
GV sử dụng máy phát tần số cho dạng sóng sin, cho tần số tăng dần từ 100Hz đến 15000Hz.
- Nhận xét, bổ sung
- Kết luận: Âm càng cao thì tần số càng lớn.
(Nên chỉ rõ số dao động trên màn hình càng nhiều, tương ứng tần số tín hiệu càng lớn)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 5 - Đọc SGK theo HD
- Thảo luận nhóm về âm sắc - Trình bày về âm sắc. - Nhận xét bạn.
+ HD HS đọc phần 4.b.
- Tìm hiểu âm sắc.
GV cho 2 HS lên hát cùng 1 nốt – Mỗi học sinh dùng 1 Micro ứng với CH1 và CH2 trên DDK (hoặc sử dụng âm đã đƣợc ghi lại ở HĐ1 – Phát lại) Nêu yêu cầu: Hãy nhận biết giọng hát của từng bạn? Tại sao nhận biết đƣợc?
Gợi ý: HS quan sát dạng đồ thị hàm phân bố biên độ theo tần số của âm từ đó so sánh. Rút ra sự khác nhau của các âm. Đƣa ra đặc tính âm sắc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Kết luận:Các âm có cùng độ cao, độ to nhưng có âm sắc khác nhau thì dạng đồ thị dao động của âm cũng khác nhau
- Đọc SGK theo HD
- Thảo luận nhóm về cƣờng độ âm và mức cƣờng độ âm.
- Trình bày.. - Nhận xét bạn
+ HD HS đọc phần 4.c.
- Tìm hiểu độ to của âm, cƣờng độ âm và mức cƣờng độ âm.
- Trình bày về độ to của âm, cƣờng độ âm và mức cƣờng độ âm?
- Nhận xét, bổ sung, tóm tắt. - Đọc SGK theo HD
- Thảo luận nhóm giới hạn nghe của tai ngƣời
- Trình bày khái niệm ngƣỡng nghe, miền nghe đƣợc.
- Nhận xét bạn.