Высокий или громкий: почему это не одно и то же?

Вопрос и прогноз

На пианино можно взять высокий тихий звук и низкий громкий. Слово «высокий» описывает воспринимаемую высоту тона, «громкий» — ощущение силы звука. До опыта предскажите: если отойти от динамика, меняется ли число его колебаний в секунду?

Слова без пропусков

Высота тона у простого звука прежде всего связана с частотой: больше колебаний в секунду — выше тон. Громкость зависит от амплитуды колебаний и от того, сколько звуковой энергии достигает уха; она не является названием частоты. Расстояние до источника влияет на получаемый звук. На открытом месте волна распределяет энергию по всё большей области, поэтому звук обычно слабее вдали. Отражения в комнате могут осложнить картину.

Разбираем учебный пример

Один учебный сигнал имеет частоту 200 Гц и малую амплитуду. Второй — 400 Гц при такой же амплитуде. Второй обычно слышится выше, но данные не говорят, что он вдвое громче. Третий сигнал — 200 Гц с большей амплитудой у того же слушателя: тон остаётся примерно тем же, сила ощущения меняется. На схеме не показана точная шкала децибелов.

Проверяем безопасно

Используйте только комфортную громкость. Можно пропеть два тона тихо или сравнить готовые записи на малом уровне, не повышая громкость ради опыта. Попросите другого человека описать, какой звук выше, не подсказывая словом «громче». Не проводите испытания слуха на близком расстоянии от динамика.

Типичная ошибка

Ошибка — читать «400 Гц» как «400 единиц громкости». Герц считает повторения, а не силу ощущения. Даже высокий звук может быть тихим. При удалении от неизменного источника его частота обычно не меняется; меняются условия доставки звука к уху.

Опорная схема

Применяем в другой ситуации

Сигнализация звучит тем же тоном, но за закрытой дверью кажется тише. Назовите одно изменение у источника и одно на пути распространения, которые могли бы объяснить разницу. Как их проверить порознь?

Проверь себя

Закройте текст и объясните новому ученику рисунок слева направо. Назовите наблюдение, учебное допущение и то, чего эти данные не доказывают. Затем решите вопрос переноса без подсказки и проверьте единицы или направление на схеме. Если ответ расходится, вернитесь к первому непонятному слову, а не заучивайте готовую фразу. Устный ответ, чертёж и измерение — разные виды доказательства; подпишите каждый честно.

Страница лабораторного журнала

Добавьте к «Лабораторному журналу моего мира» строку: вопрос → прогноз → что оставили постоянным → что изменили → наблюдение или расчёт → вывод → ограничение. В рисунке поставьте масштаб или укажите «схематично». Если опыт не проводился, запишите «учебный расчёт», а не «мы измерили». Вернитесь к этой записи после следующего урока и отметьте, что стало понятнее.

Следующий урок: Почему зеркало показывает предмет сбоку? Закон отражения без фокусов