VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Откуда берётся звук моря в ракушке?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Аннотация
По окружающему миру мы рассматривали природные сообщества. На одном из уроков совершили виртуальную экскурсию на море. Ребята принесли в класс разные морские ракушки. Если прижать раковину к уху, то можно услышать шум. Многие ребята согласились с тем, что это шумит море. Мне стало интересно, откуда берётся звук моря в ракушке? Неужели я слышу шум моря? Задумавшись над этим вопросом, я решил провести исследовательскую работу на тему «Откуда берётся звук моря в ракушке?»
Актуальность темы исследовательской работы определяется тем, что на сегодняшний день существует четыре противоположных взгляда на данную проблему. Однако мы решили изучить эту тему, используя биологические и физические знания. В этом заключается новизна нашего исследования.
Объект исследования – морская ракушка.
Предмет исследования – шум морской ракушки.
Цель: выявить тайну происхождения звука в ракушке, изучив её строение.
Задачи:
1. Выяснить строение ракушки, используя биологические и физические знания.
2. Провести опрос среди учащихся и учителей «Что шумит в ракушке?»
3. Провести эксперимент для выявления причины возникновения шума внутри ракушки.
4. Сделать выводы по результатам работы.
Гипотеза исследования: Если ракушка морская, то мы слышим шум моря.
Методы исследования: изучение и анализ литературы по теме; метод опроса, эксперимент.
Выводы: Ознакомившись с литературой, проведя эксперимент, мы сделали следующие выводы:
1. Результаты исследования и сведения из литературы подтвердили третью теорию образования звука в ракушке: звуки моря можно услышать, только когда вокруг есть шум.
2. В результате проведенных опытов и наблюдений гипотеза не подтвердилась - шум моря в ракушке не возникает от того, что ракушка морская.
План исследования:
1. Изучить информацию по теме. Источники информации: литература, интернет.
2. Опрос.
3. Эксперименты.
4. Анализ полученных результатов.
Теоретическая значимость: Исследование может быть полезно и интересно учащимся школы, которые увлекаются биологией, а также всем, кто интересуется физикой.
Практическая значимость: Результаты исследования могут быть использованы учителями при подготовке уроков окружающего мира, биологии, физики.
1. Основная часть
1.1. Изучение ракушек
Откуда на земле появились ракушки?
Ученые до сих пор спорят о том, как возникли ракушки. Есть много теорий, но ни одна пока еще не доказана на 100%. Из материалов сайта я узнал, что существует теория, Шона Бренна. Он и его коллеги исследовали ископаемую соль и выяснили, что 515 миллионов лет назад концентрация кальция в морской воде была в 3 раза выше, чем сейчас. Высокое содержание кальция в данный период соответствует появлению первых существ, имеющих раковины. Ученый Стив Стенли считает, что изменение состава воды могло быть одним из факторов, но далеко не единственным. По его теории, в первую очередь раковина возникла, как защита от хищников, в результате естественного отбора.
«Кто?» или «Что?» такое ракушка
Исследуя материалы по теме, на сайтах я узнал, что ракушка является внешним скелетом животного моллюска. В функции ракушки входит не только поддерживать и делать более устойчивым мягкое тело животного, но и защищать его от врагов. Раковина – это часть животного, моллюск прикреплен к ней мускулами. Мягкий моллюск внутри никогда не покидает своей ракушки. Теперь ответ очевиден. Ракушка с моллюском отвечает на вопрос – «кто?»
Как рождается раковина
Моллюск не находит себе раковину, он сам её себе строит. Его раковина растёт вместе с ним, сохраняя первоначальную форму. Изучив информацию на сайтах, мне стало известно, что у моллюска есть определённые железы, которые имеют способность образовывать кристаллы известняка из солей морской воды. Известняк мельчайшими частичками откладывается на краях или вдоль внутренней части раковины. Зимой моллюски растут медленнее, а летом быстрее от этого на раковине можно увидеть швы и выпуклые кольца роста (годовые кольца). Они идут параллельно внешнему краю раковины. По ним, как и по годовым кольцам дерева можно определить возраст моллюска.
Состав раковины и её окраска
Изучив материалы изданий: «Большая иллюстрированная Энциклопедия школьника», «Эрудит. Флора и фауна: загадки и открытия» Бернатосян С.Г., материалы сайтов мне стало известно, что раковина всех моллюсков построены по одной схеме. Они состоят из 3 основных слоёв. Первый слой – внешний, состоит из рогового вещества без содержания известняковых пород. Второй слой – промежуточный, состоит из карбоната кальция. Третий слой – внутренний перламутр, состоит из тонких пластинок карбоната кальция и рогового вещества.
Внутренний слой ракушки особенно красив и удивителен. При попадании света на тонкие пластинки известняка, он преломляется и рассыпается в них на разноцветные лучики, поэтому мы видим перламутр таким красивым.
Под раковиной есть кожаная складка – мантия. Когда между раковиной и мантией попадает песчинка, моллюск начинает бороться с чужеродным телом, обволакивая его слоями перламутра. Так происходит образование жемчужины. Мантия следит за сохранностью раковины. В случае пролома она тотчас выделяет строительный материал на починку. Мантия играет большую роль в окраске раковин. В ней есть железы, которые выделяют особый пигмент (для каждой ракушки свой). Отсюда и разнообразие цветов у ракушек.
Виды раковин
Информация из печатного издания «Ридерз Дайджест. Хочу все знать про всё на свете» помогла мне лучше узнать о том, что моллюски разных типов строят отличные друг от друга раковины.
Ракушки делятся на пять типов:
Двустворчатые (кардиум) - строят ракушку из двух симметричных частей, домики моллюсков, состоящие из двух створок, половинок. Живут в основном на песчаном или илистом дне, зарываясь в него.
Брюхоногие (рапан, стромбус, каури, мидия, ламбис) живут на суше и в воде, в том числе морской... Их называют улитками. Передвигаются на выросте в виде ноги, строят цельные раковины, имеющие спиралевидную форму, или форму катушки с отверстием справа. А некоторые представители их типа в дополнение ещё имеют покрышку-люк, которая закрывает ракушку. Брюхоногие предпочитают передвигаться по твердой поверхности.
Панцирные (хитоны) - присасываются подошвой мускулистой ноги к каменистому дну и селятся чаще всего под камнями - так им удобнее и безопаснее.
Лопатоногие (венерка, донас, гребешок) живут в домиках, наподобие бивней от 2,5 до 12,5 см. Раковины - белые, матовые, или блестят, как фарфор.
Головоногие - кальмары, каракатицы, осьминоги.
Вывод: Изучив материалы печатных изданий и информацию с сайтов, я узнал, что моллюски разных типов строят отличные друг от друга раковины, которые построены по одной схеме. Раковины состоят из 3 основных слоёв. Размер и форма ракушек различные. Внутри ракушка пустая.
1.2. Теории происхождения звука моря в ракушке
Лучше всего слушать «звуки моря» в больших, ракушках – ведь они шумят гораздо громче.
Первую теорию о том, что мы действительно слышим сохранившийся в ракушке шум моря, можно отбросить сразу. Ну согласитесь, как ракушка может сохранить звук моря и в любой момент порадовать нас им, как только мы поднесли раковину у уху.
По результатам опроса «Что слышится в ракушке?» и дети, и взрослые предполагают, что это шум моря. (Приложение 1)
Вторая очень распространенная теория тоже не верна. Эта теория о том, что мы слышим звуки движения крови по нашим кровеносным сосудам. Докажу вам одним простым способом: после интенсивной физической нагрузки кровь начинает циркулировать с большей скоростью, поэтому и звук её циркуляции должен поменяться, но если мы поднесем ракушку к уху, то будем слышать все такой же «шум моря». Так что слышим мы в ракушке вовсе не движение нашей крови по сосудам.
Третью теорию можно сформулировать следующим образом: шумит ракушка из-за движения потоков воздуха через раковину. Это объясняет то, почему звук кажется громче, если поднести ракушку ближе к уху, и тише если дальше. Но эту теорию так же можно разрушить: в звукоизолированной комнате, несмотря на то, что в ней присутствует воздух, ракушка не будет шуметь и издавать звуки моря.
Из этого можно сделать вывод, что звуки моря можно услышать, только когда вокруг есть шум!
На этом и основана четвертая, верная теория. Все дело в том, что звук моря – это ничто иное как изменённый шум окружающей среды, отражённый от стенок раковины ракушки. Чем больше шума вокруг, тем сильнее «шум моря» в ракушке. Поэтому размер и форма ракушки напрямую влияет на издаваемый шум, чем больше ракушка и чем больше изогнутостей, тем насыщеннее получится «шум моря».
2. Практическая часть. Эксперименты
Серия экспериментов состоит в том, чтобы установить природу происхождения звуков внутри морской раковины.
2.1. Шум в ракушке – шум моря
Для эксперимента понадобилась ракушка и пустая кружка, которая точно не была в море.
Сначала я приложил ракушку к уху, а затем – кружку. Шум в ракушке и в кружке был похож. Я предложил то же самое сделать одноклассникам. Они услышали то же самое, что и я. Эксперимент показал, что кружка, которая не была в море, шумит как ракушка. Следовательно, теория не верна.
2.2. Шум в ракушке – шум крови в наших сосудах
В начале эксперимента я послушал ракушку, затем проделал ряд физических упражнений, пульс увеличился, и я снова послушал ракушку. Ничего не изменилось. Звук не изменился, не стал громче или тише. Одноклассники проделали то же самое. Их результат был такой же, как у меня. Следовательно, и это утверждение неверно.
2.3. Шум в ракушке – шум воздуха
Главное условие эксперимента – это полная тишина, наличие воздуха в комнате и ракушка. После соблюдения всех условий ни я, ни мои одноклассники не услышали никаких изменений в шуме. Только показалось, что кто-то убавил громкость внутри ракушки.
2.4. Шум в ракушке – шум окружающего нас мира
Мы провели эксперимент при помощи обычного стакана или даже ладони. Для этого нужно прижать их к уху, причём, если поворачивать стакан или ладонь, звуки будут меняться. Так происходит потому, что человеческое ухо очень чувствительно.
Но с ракушкой звук будет, несомненно, веселее. А дело всё в том, что наружные звуки усиливаются и внутри раковины слышатся громче, потому что она выпуклая и пустая. В физике такое явление называется «Резонанс».
Мы пришли к выводу, чем больше шума вокруг, тем сильнее шум моря в ракушке. Ведь ракушка это ничто иное, как обычная резонаторная камера! Тайна раскрыта!
3. Выводы
В ходе исследования и проведенных опросов я сделал следующие выводы:
Предположение о том, что шум в ракушке – это шум моря не подтвердилось. Гипотеза была неверна.
2 теория: шум – это шум нашей крови в сосудах тоже не подтвердилась.
3 теория: что шум в ракушке связан с воздухом также не подтвердилась.
А вот теория о связи шума в ракушке и шума окружающего нас мира подтвердилась. В ходе экспериментов большинство ребят убедились в том, что шум в ракушке – это шум окружающего нас мира.
Таким образом, шум в раковине оказался эхом звуков, попадающих в раковину извне.
Заключение
Таким образом, ракушки только усиливают шум, который есть вокруг нас. Звуки, заблудившись в лабиринтах ракушки, отражаются от стенок и, кажется, мы слышим шум далёкого прибоя. Звук, слышимый нами во всех случаях, не имеет отношения к «морскому» или «не морскому» происхождению предмета, значит, наша гипотеза не подтвердилась.
Исследование может быть полезно и интересно учащимся школы, которые увлекаются биологией, а также всем, кто интересуется физикой. Результаты исследования могут быть использованы учителями при подготовке уроков окружающего мира, биологии, физики.
Список литературы
1. Бернатосян С.Г. Эрудит. Флора и фауна: загадки и открытия, Минск: Асар, 2017 г.
2. Большая иллюстрированная Энциклопедия школьника. М: Махаон, 2012 г.
3. Буруковский Р. Н. О чем поют ракушки?, Калининградское книжное издательство, 2017 г.
4. Ерошин А. Море в ракушке. М: Малыш, 2012 г.
4. Ридерз Дайджест. Хочу все знать про всё на свете. Ридерз Дайджест и Пегас, Германия 2001 г.
Интернет-ресурсы
1. Эволюция. Как появились ракушки Дженнифер С. Холланд http://www.anapafuture.ru/o-chernom-more/evolyuciya-kak-poyavilis-rakushki
2.Раковина.Материал из Википедии https://ru.wikipedia.org/wiki/Раковина
4. Ракушки. Что такое? Кто такой? http://www.what-who.com/r/rakushki.html
5. Как образуются ракушки? http://www.seapeace.ru/population/animals/ 845.html
6. Энциклопедия для детей и их родителей http://pravda-chto.ru/mollyuski-chernogo-morya/
7. Моллюски Черного моря и их ракушки http://rapan.at.ua/publ/molljuski_chernogo_morja_i_ikh_rakushki/1-1-0-10
8. Ракушечные деньги http://www.gumilev-center.ru/rakushechnye-dengi/
9. Балянусы, морские жёлуди http://kimmeria.com/crimea/black_sea_32.htm
Приложение 1
Опросный лист
«Что слышится в ракушке?»
Э ксперимент «Шум моря в ракушке – шум окружающего нас мира»
План исследований
Тема: «Откуда берётся звук моря в ракушке?»
Актуальность темы нашей работы определяется тем, что на сегодняшний день существует четыре противоположных взгляда на данную проблему. Однако мы решили изучить эту тему, используя биологические и физические знания. В этом заключается новизна нашего исследования.
Гипотеза исследования: Если ракушка морская, то мы слышим шум моря.
Методы исследования: изучение и анализ литературы по теме; метод опроса, эксперимент.
Этапы исследования:
1 этап: сбор и классификация литературы о причинах возникновения шума внутри ракушки
2 этап: чтение статей в энциклопедиях, в толковых словарях, в интернете
3 этап: проведение опроса среди обучающихся и учителей
4 этап: эксперимент
5 этап: выводы по результатам исследования.
В ходе исследования мы работали со следующей литературой:
1. Большая иллюстрированная Энциклопедия школьника. М: Махаон, 2012 г.
2. Буруковский Р. Н. О чем поют ракушки?, Калининградское книжное издательство, 2017 г.
3. Ридерз Дайджест. Хочу все знать про всё на свете. Ридерз Дайджест и Пегас, Германия 2001 г .
Интернет-ресурсы
1. Раковина.Материал из Википедии https://ru.wikipedia.org/wiki/Раковина
2. Ракушки. Что такое? Кто такой? http://www.what-who.com/r/rakushki.html
3. Как образуются ракушки? http://www.seapeace.ru/population/animals/ 845.html
4. Энциклопедия для детей и их родителей http://pravda-chto.ru/mollyuski-chernogo-morya/
Рецензия
На исследовательскую работу ученика 4 класса
МБОУ Досатуйской СОШ
Бурдинского Максима на тему: «Откуда берётся звук моря в ракушке?»
Тема, выбранная учащимся для исследования, интересна и актуальна. Раскрывает возможности ученика познать естественный мир самостоятельно, с помощью дополнительной литературы и Интернета.
Для решения данной проблемы Максим использовал:
Методы исследования: изучение и анализ литературы по теме, метод опроса, эксперимент.
В ходе исследования работал с литературой и интернет-ресурсами:
1. Большая иллюстрированная Энциклопедия школьника. М: Махаон, 2012 г.
2. Буруковский Р. Н.О чем поют ракушки? Калининградское книжное издательство, 2017г.
3. Ридерз Дайджест. Хочу все знать про всё на свете. Ридерз Дайджест и Пегас, Германия 2001 г.
Интернет-ресурсы
1. Раковина. Материал из Википедии https://ru.wikipedia.org/wiki/Раковина
2. Ракушки. Что такое? Кто такой? http://www.what-who.com/r/rakushki.html
3. Как образуются ракушки? http://www.seapeace.ru/population/animals/ 845.html
4. Энциклопедия для детей и их родителей http://pravda-chto.ru/mollyuski-chernogo-morya/
В данном исследовании рассмотрены теоретические вопросы по теме, проведена большая практическая работа: эксперименты. По каждому пункту сделаны выводы.
Тема исследовательской работы хорошо отражена в структуре текста. В результате проведенных экспериментов гипотеза не подтвердилась - снег пушистый и при надавливании снег издает скрип.
Работа имеет теоретическую и практическую значимость.
Данная работа оценена на «отлично» и может быть использована учителями при подготовке уроков окружающего мира, биологии, физики и внеурочной деятельности.
Учитель начальных классов: Н.В.Солодовникова