Інформація для вчителів
Опис
Генерація звукових хвиль гітарою
Звуки створюються вібраціями. На гучність впливає відносна амплітуда, а на висоту - частота. Цей взаємозв'язок досліджується на трьох прикладах:
- Лінійка, що коливається
- Камертон
- Струна гітари
Додаткова інформація для вчителів (1/3)
попередні знання
Цей експеримент досліджує генерацію звуків на базовому рівні. Отже, жодних спеціальних попередніх знань не потрібно.
Принцип
Учні змушують вібрувати різні предмети. У разі лінійки та гітари змінюють відхилення та довжину вібратора; а у разі камертона - порівнюють два різні молоточки-еталони. Спостережувані зміни звуку (тону) записуються, і проводяться паралелі між експериментами.
Додаткова інформація для вчителів (2/3)
Мета навчання
Звук має дві основні характеристики: амплітуду та частоту. Амплітуда визначається відхиленням звукоутворюючого вібратора, а частота - його властивостями, наприклад, довжиною (лінійка, струна гітари) або товщиною (молоточок камертона, різні струни гітари).
Завдання
Експеримент складається з трьох частин. Тембри звуку створюються за допомогою лінійки, камертонів і гітари. Учням пропонується варіювати деякі власні та деякі задані параметри, щоб з'ясувати, від чого залежить гучність і висота звуку. Усі спостереження реєструються, а потім пов'язуються між собою.
Додаткова інформація для вчителів (3/3)
Рекомендації щодо виконання роботи
Генерація звуку за допомогою лінійки на краю столу найкраще пояснюється з погляду висоти тону і гучності, коли лінійку міцно утримують другою рукою безпосередньо на краю столу. Експеримент проводять з гітарою, оскільки під час натискання струни на лади можна легко і відтворювано генерувати звуки. Зміна висоти звуку під час натягування гітарної струни не є предметом цього експерименту, але, звісно ж, вона природно виникає під час гри на гітарі. Великий монохорд 03430-00, згаданий у списку матеріалів як необов'язковий, дає змогу виміряти довжину струни і вказати її в міліметрах, помістивши під неї дерев'яний брусок як міст.
Доброю ідеєю буде дозволити учням підходити до гітари по черзі, поки решта експериментують з лінійками та камертонами.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Гітарист створює звук
Звук відтворюється всюди. Наприклад, коли ми розмовляємо, або коли вмикають сирену швидкої допомоги, або коли ми граємо на музичних інструментах. І кожен, хто навчиться використовувати свій голос або інструмент, змінюючи гучність і частоту звуку саме так, щоб він звучав для оточуючих гарно і красиво, може навіть стати знаменитістю і прославитися.
Завдання
Експеримент складається з трьох частин.
Спробуйте створювати звуки за допомогою лінійки, камертона та натягнутої струни.
Дослідіть, від чого залежать висота та гучність звуку відповідно.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Лінійка, пластмасова, 200 мм | 09937-01 | 1 |
| 2 | Камертон, 440 Гц | 03424-00 | 1 |
| 3 | Камертон, 880 Гц | 03421-00 | 1 |
| 4 | Ударний молоточок, гумовий | 03429-00 | 1 |
| 5 | Рамний барабан, d = 20 см | 13289-11 | 1 |
| 6 | Монохорд для експериментів, комплект | 13289-15 | 1 |
| 7 | Лоток для зберігання, 413x240x100 мм | 47325-02 | 1 |
Додаткові матеріали
| Позиція | Матеріал | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Гітара | 1 |
Порядок і виконання роботи (1/4)
Лінійка згинається пальцем
Експеримент з лінійкою
- Покладіть лінійку на стіл так, щоб вона виступала за край на 10 см. Щільно притисніть її до столу однією рукою якомога ближче до краю столу.
- Натисніть на кінець лінійки, що виступає, вниз і відпустіть його.
- Натискайте на кінець лінійки, що виступає, вниз з різною силою (тобто змінюйте прогин) і порівняйте, наскільки гучними є звуки.
- Повторіть експеримент для проєкції лінійки завдовжки 5 см і 15 см. Порівняйте довжину лінійки та звук між собою.
Порядок і виконання роботи (2/4)
Експеримент з камертонами
- Ударте молоточком по камертону 440 Гц і покладіть його на раму барабана або на стіл.
- Ударте молоточком по камертону з різною силою і швидкістю, покладіть його на раму барабана, а потім торкніться кінчиками пальців. Запишіть свої спостереження в Протокол.
- Ударте молоточком по камертону 880 Гц, помістіть його на раму барабана і порівняйте цей звук зі звуком (тоном) камертона з частотою 440 Гц.
- Уважно подивіться на обидва камертони й опишіть у Протоколі, що Ви помітили.
Порядок і виконання роботи (3/4)
Експеримент з гітарою
Гітара складається з голови, грифа та корпусу. Вона має 6 струн, які кріпляться до мосту на корпусі і до кілків на голові гітари, і натягуються за допомогою кілочків (кілкового механізму). Струни спираються на місток і сідло (верхній поріжок між головою і грифом). На грифі є лади, за допомогою яких можна зменшити довжину струни на фіксовану відстань.
Гітара
Порядок і виконання роботи (4/4)
- Потягніть другу сталеву струну гітари (А-струну) над звуковим отвором у корпусі.
- Потягніть за струну трохи сильніше. Спостерігайте за рухом струни. Зверніть увагу на звук (тон).
- Повторіть експеримент з іншими довжинами струн. Для цього натисніть пальцем на деякі лади, починаючи з ближнього до грифа і піднімаючись до 12-го ладу на початку корпусу гітари.
- Зверніть увагу на те, як змінюється тон за різної довжини струн.
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті! Чим довший відрізок лінійки, тим ____ тон. Чим коротший відрізок лінійки, тим звук ____. Якщо Ви відхилите лінійку більше, звук буде ____. Якщо відхилити її менше, звук стає ____.
Експеримент з лінійкою
Завдання 2
Камертон
Вставте слова в тексті! Чим сильніше Ви ударяєте по камертону, тим гучнішим буде звук. Тон камертона 880 Гц ____, а тон камертона 440 Гц ____. Товщина і довжина камертона на ____ більші, ніж у камертона на ____.
Завдання 3
Завдання 3 - Гітара
Питання
Питання
Завдання 4
Вставте слова в тексті! Звук має дві основні властивості: амплітуду та частоту. ____ визначає, наскільки гучний звук. Чим вона більша, тим голосніший звук. Амплітуда звуку може бути змінена прогином. ____ визначає, наскільки високим є звук (тон). Чим вона більша, тим ____ тон. Частоту звуку можна змінити за допомогою ____ і товщини вібруючого об'єкта.