مفاهیم کلیدی: ارتعاش، فرکانس، صوت
مشاهده‌ي علمي ۱۴۶
مقدمه:
آیا تا به حال سعی کرده‌اید با فوت کردن یک برگ علف صدای سوت دربیاورید؟ ساخت وسایلی که تولید صداهای خاص می‌کنند فعالیتی بسیار سرگرم کننده است که سبب یادگیری بیشتر ما در مورد علم و منشأ این صداها نیز می‌شود. در این فعالیت علمی می‌توانید صدایی مانند وز وز زنبور تولید کنید، تفریحی که برای بیرون از خانه بسیار مناسب است. با آموختن اصول اولیه‌ی چگونگی کار این وسیله‌ی تولید صدا، می‌توانید آن را در ابعاد و اندازه‌های مختلف بسازید و به دوستان خود بدهید تا با هم یک گروه موسیقی صدای زنبور تشکیل دهید!
پیش‌زمینه:
آیا تاکنون تلاش کرده‌اید با یک کش لاستیکی صدا تولید کنید؟ منشأ صدایی که از کش لاستیکی خارج می‌شود و به گوش شما می‌رسد، ارتعاش کش است که موج‌هایی را در هوا تولید می‌کند و این موج‌ها با رسیدن به گوش ایجاد صدا می‌کنند. بال حشرات نیز با حرکت در هنگام پرواز موج‌هایی در هوا تولید می‌کند. این امواج صدای وز وز مانندی تولید می‌کنند که ما در هنگامی که یک حشره از کنار سرمان عبور می‌کند یا زمانی که زنبورهای عسل در میان گل‌ها به این طرف و آن طرف می‌روند آن را می‌شنویم. در این فعالیت علمی شما یک ابزار ارتعاشی خواهید ساخت که صدای وز وز زنبور را تولید می‌کند!
مواد و وسایل مورد نیاز:
چوب بستنی یا هر چوب مشابه و هم‌اندازه با آن
پاک‌کن سرمدادی مانند شکل زیر
کاغذ یادداشت
یک نخ به طول حدود دو یا سه فوت
قیچی
منگنه (باید به اندازه‌ی کافی قوی باشد تا بتواند کاغذ یادداشت را به چوب بستنی متصل کند.)
یک کش لاستیکی پهن (باید حدوداً یک چهارم اینچ عرض داشته باشد.) طول آن نیز باید به اندازه‌ای باشد که بتوان آن را به طور کامل دور چوب بستنی در جهت طولی کشید.
یک فضای باز که در نزدیکی‌تان افراد یا اشیا نباشند. (این فضا می‌تواند خارج از خانه یا داخل خانه در پارکینگ یا گاراژ باشد.)
آماده‌سازی:
یک پاک‌کن سرمدادی در هر دو انتهای چوب بستنی قرار دهید.
کاغذ یادداشت را طوری ببرید تا ابعاد آن مناسب شود و در فضای میان دو پاک‌کن در دو انتهای چوب بستنی به خوبی جا بگیرد.
در همین وضعیت کاغذ یادداشت را به چوب بستنی منگنه کنید.
سپس کش لاستیکی‌تان را طوری دور چوب بستنی در جهت طولی بکشید که دو پاک‌کن در دو انتهای چوب بستنی را بپوشاند.
طول دو فوت از نخ را ببرید تا بتوانید با آن به راحتی وسیله‌ای که ساختید را به نوسان دربیاورید.
نخ را در کنار یکی از پاک‌کن‌ها گره بزنید و دقت کنید که گره به اندازه‌ی کافی محکم باشد.
روش کار:
در هنگام انجام آزمایش سعی کنید نزدیک افراد و اجسام نباشید. به نظر شما با به نوسان درآوردن وسیله‌ای که ساختید، چه قسمت یا قسمت‌هایی از آن حرکت خواهند کرد؟
انتهای نخ متصل به این وسیله را بگیرید و آن را به شکل دایره‌ای بچرخانید. با این کار جسم چه صدایی تولید می‌کند؟
سعی کنید جسم را آهسته‌تر حرکت دهید و سپس سرعت آن را زیاد کنید. با تغییر سرعت صدایی که می‌شنوید تفاوتی می-کند؟ چرا این اتفاق می‌افتد؟ به نظر شما چه چیزی می‌تواند صدایی که می‌شنوید را تغییر دهد؟
سعی کنید طول نخ را تغییر دهید. آیا این کار بر روی صدای تولید شده تأثیری می‌گذارد؟
حال سعی کنید شکل کاغذ یادداشت را تغییر دهید. زمانی که کاغذ تا شده، بریده شده و یا به صورت منحنی است صدای تولید شده چگونه به نظر می‌رسد؟
اين ویدیو مراحل کار را نشان می‌دهد.
آزمایش‌های تکمیلی:
از یک کش لاستیکی با ابعاد متفاوت در آزمایش خود استفاده کنید. صدای تولید شده چگونه است؟
سعی کنید همین آزمایش را در ابعاد بزرگتر انجام دهید: یک چوب معاینه‌ی پزشکی (شبیه چوب بستنی اما بزرگتر از آن) را با یک کش لاستیکی بزرگتر بپوشانید و مراحل بالا را مجدداً انجام دهید. در این حالت چه نتایجی مشاهده می‌کنید؟
مشاهده و نتیجه‌گیری:
جریان هوای در حال حرکت روی کش لاستیکی سبب ارتعاش آن می‌شود، درست مانند حرکت موجی پرچم در اثر وزش باد به آن. این ارتعاشات تولید صدا می‌کنند، مثل ارتعاش سیم‌های یک گیتار که سبب تولید صداهای خاص می‌شود. با ارتعاش کش لاستیکی، کل سازه از جمله کاغذ یادداشت به لرزش درمی‌آید. ارتعاش کاغذ یادداشت متناسب با ارتعاش کش لاستیکی است، اما از آنجا که کاغذ یادداشت با این ارتعاش هوای بسیار بیشتری را نسبت به کش لاستیکی به حرکت درمی‌آورد، صوت تولیدی تقویت می‌شود. آیا در این آزمایش توانستید راهی برای تغییر صدای تولیدی از این وسیله پیدا کنید؟
منبع:
Buzz Like a Bee
منابع مفيد:
نت‌هاي موسيقي و تي
آزمايش شنوايي در خانه
ضرب آهنگ
تعليق صوتي
محيط‌هاي آکوستيک در ساختمان‌ها
حنجره
صدا در فضا
طبل بسازيد
موسيقي با ليوان
بسامد- ويکيپديا
صدا
Ear Guitar
Sound Facts
What Makes a bee buzz?