Эксперименты по созданию звука. Из пластмассовой коробочки от зубного порошка можно сделать телефон. Правда, он будет работать не так хорошо, как настоящий. По нему не удастся поговорить с соседним городом или даже с соседним домом. Но из комнаты в комнату слышно будет очень хорошо. Из коробочки от зубного порошка сделай две трубки. Способ изготовления очень простой. Нижнюю часть коробочки аккуратно протри влажной тряпочкой и высуши на солнце. То же самое проделай и с крышкой. Делается это для того, чтобы потом не испачкать уши остатками зубного порошка. Если коробочка картонная, мочить ее надо как можно меньше: от воды она портится. В середине дна и крышки коробочки проколи отверстия толстой иглой. Трубки готовы!
Самая главная часть нашего телефона — шнурок. По нему будет передаваться звук. Лучший шнурок — рыболовная леска из капрона. «Хорошо подойдут шелковая нитка для вышивания, суровая нитка. Хуже всего передают звук обыкновенная швейная нитка и шпагат из бумаги. Шнурок нужен длиной 10—15 м. Можно, конечно, сделать его и короче, но тогда будет не так интересно. Трудно будет разобрать, слышишь ли ты голос своего товарища по телефону или просто так.
Концы шнурка протяни в отверстия в трубках и каждый завяжи за середину спички. На рисунке хорошо видно, как это сделать. Возьми одну из трубок, другую дай товарищу. Разойдитесь на полную длину шнурка, чтобы он туго натянулся. Шнурок должен висеть в воздухе свободно, ни к чему не прикасаясь.
Один из вас пусть приставит свою трубку к уху. Другой, поднеся трубку ко рту, должен сказать: «Внимание! Даю пробу! Раз, два, три, четыре, пять...»
Можно, конечно, сказать и любые другие слова. Например: «У меня зазвонил телефон. Кто говорит? Слон!» Но настоящие телефонисты почему-то всегда говорят «даю пробу» и потом считают. Если все сделано правильно и шнурок достаточно натянут, то в телефон будет хорошо слышно и вы сможете вести длинные разговоры. (Приложение 1).
Как он работает?
В самом деле, как передается звук в нашем телефоне? Ты можешь это выяснить, когда с веревки во дворе снимут белье. Отвяжи веревку с одного конца и натяни ее не слишком туго. Ребром ладони ударь по веревке. А теперь смотри! От твоего удара образовалась словно впадина. И эта впадина не исчезла, когда ты отнял руку. Нет, она побежала по веревке, все дальше и дальше, до самого столба. Добежала... Исчезла? Нет! Превратилась в
горб, и теперь уже горб бежит от столба к твоей руке.
Можно и наоборот сделать. Ударь по веревке снизу. Тогда на ней образуется горб и убежит к столбу, а обратно вернется впадина. Так веревка передает колебания. Сама она остается на месте, не уходит ни к столбу, ни от столба. А волна бежит! (приложение 2).
Звук - это тоже колебания. Воткни в дощечку перышко или лезвие от безопасной бритвы. Дерни за конец. Дрын-н! Запело! А видишь, как оно колеблется? Конечно, каждое отдельное колебание здесь не разглядишь—они слишком быстрые. Но свободный конец лезвия или перышка словно расплылся, стал туманным. Звук слабеет - и конец лезвия делается все тоньше, все отчетливее. Колебания уменьшаются.
Посмотри, как колеблется звучащая струна гитары или другого струнного инструмента. Если есть у тебя барабан, можешь убедиться, что его натянутая кожа тоже колеблется.
Для этого поставь барабан на ребро, ударь палочкой и поднеси шарик из пробки, бузинной мякоти или пенопласта на тонкой ниточке. Только он коснется кожи - щелк! Тут же отлетит в сторону.
Пользуясь нашим игрушечным телефоном, ты говорил в коробочку от зубного порошка. От звуков твоего голоса дно коробочки дрожало, колебалось. Эти колебания бежали по шнурку, словно волна по бельевой веревке. Только колебания были частые и слабенькие, их нельзя было увидеть глазом. Но все равно, добежав до другой половины коробочки, они заставляли и ее дно колебаться, а значит — звучать
Колокольный звон из … ложки!
Если есть метра два хорошего шнурка, такого, какой брали для телефона, можно сделать колокол из столовой ложки. Только другие ничего не услышат, этот колокол будет звонить тебе на ушко, по секрету.
Прочно привязать шнурок серединой к столовой ложке, а концы шнурка прижми пальцами к закрытым ушам. Наклонись немного, чтобы ложка могла свободно раскачиваться, и ударь ею о плиту или о ножку стола. Бам-м! И правда, в ушах словно колокол загудел.
Бам-м! Бам-м! Ложка от удара колеблется, и эти колебания бегут по шнурку прямо к твоим ушам.
Только алюминиевая ложка для этого опыта не годится. Лучше вместо нее взять металлический предмет потяжелее. Например, большие клещи, пестик от ступки. (Приложение 3)
Бутылкофон.
Слово не очень складное. Впрочем, если существуют телефон, магнитофон, если играют на саксофонах и ксилофонах, почему бы не назвать бутылкофоном наш музыкальный инструмент? Тем более что сделан он именно из бутылок. Их надо подвесить в ряд, как показано на рисунке (приложение 4), и наполнить водой до разного уровня, чтобы при ударе издавали различные ноты. Лучше всего, конечно, подобрать фортепьянную гамму: семь тонов и пять полутонов. Для настройки бутылкофона придется пригласить человека с хорошим музыкальным слухом и снабдить его ведром воды и воронкой.
Играют на бутылкофоне двумя палочками. Повесив бутылки в два яруса, можно будет и в четыре руки играть.
Голос расчёсок
Высота звука зависит от частоты колебаний звучащего тела. Возьмите три расчески с разной частотой зубьев. Если вы будете проводить их зубьями по куску плотной бумаги, открытки или по куску целлулоидной пленки, то в зависимости от частоты зубьев услышите звук различной высоты.
Та расческа, которая имеет крупные зубья, расположенные не очень часто, звучит более низким тоном, чем та расческа, у которой зубья мельче и частота их больше. А расческа с очень частыми зубьями (такую расческу обычно называют «частый гребень») звучит еще выше. Чистого музыкального тона в этом опыте вы не добьетесь, но разницу в высоте звука заметите хорошо.
«Поющий» бокал
Верно - неверно? Говорят, что только бокалы, сделанные из дорогого хрусталя, могут «петь», то есть издавать чистый звенящий звук, если по их краю провести влажным пальцем.
Материалы:
* дорогой хрустальный бокал на длинной ножке с круглым
основанием
* мокрый палец
Последовательность действий:
Поставь бокал на ровную поверхность. Смочи водой указательный и средний пальцы одной руки и положи их на край бокала. Другой рукой крепко прижми основание бокала к столу,
Тихонько начни водить мокрыми пальцами по краю бокала. Не нажимай слишком сильно, касайся стекла осторожно. Если пальцы высохнут, смочи их еще раз и продолжай водить. Край бокала должен быть слегка влажным, скользким, но не мокрым. Когда будет достигнуто определенное давление пальца на край, бокал «запоет».
Если это у вас успешно получилось, налейте в бокал чистую воду, немного не доходя до края, и продолжайте водить пальцем. Вы услышите звук значительно ниже того, который был без воды. Продолжая круговые движения пальцем, посмотрите на поверхность воды. На ней образовались маленькие волны. Они произошли от колеблющихся, звучащих стенок бокала. Теперь начните постепенно удалять воду небольшими порциями. Звук постепенно повышается, и самый высокий будет у пустого бокала. Возьмите теперь второй такой же бокал и повторите с ним опыт, как и с первым, но, не наливая воды. Если вы поочередно будете заставлять звучать каждый из них, то заметите, что высота звука у них немного разная. Даже очень небольшая разница в толщине стенок бокалов влияет на частоту их колебаний, изменяется высота звука. Из тонкостенного стеклянного стакана можно извлекать различные музыкальные звуки, причем весьма своеобразным способом. (Приложение 5).
Осторожно! Не используй бокал, если на нем заметны трещины или сколы на краю!
Научное объяснение:
Когда ты водишь пальцем по краю бокала, то заставляешь его вибрировать. Эти вибрации передаются воздуху, находящемуся внутри. Когда столб колеблющегося воздух выходит наружу, ты слышишь звук.
Когда в стакан налита вода, то при «натирании» края начинают колебаться и стакан, и вода. Когда вибрирует большее количество вещества, то колебания взад-вперед происходят медленнее. Они, тем не менее, передаются воздуху, и создается волна, которую мы воспринимаем как более низкий звук.
Вымойте руки горячей водой, чтобы удалить с пальцев жировые вещества. Обмакните палец в воду и аккуратно водите им по краю бокала, постоянно смачивая палец водой. Сначала бокал будет издавать неприятный скрипящий звук, но затем, когда края хорошо оботрутся, звуки станут мелодичнее. Меняя силу нажима пальца, можно менять и тон извлекаемого из бокала звука, кроме того, высота тона зависит еще от размеров бокала, толщины его стенок и количества содержимого в нем.
Лучше всего поют (а не скрипят) очень тонкие бокалы, имеющие форму параболоида вращения, на длинной и тонкой ножке. Тон звучания можно менять, подливая в бокал воду, — чем больше воды, тем ниже звук.
Интересно, что на основе описанного явления знаменитый американский просветитель и ученый Б. Франклин (открывший, в частности, атмосферное электричество) создал весьма оригинальный музыкальный инструмент. Ряд хорошо отшлифованных стеклянных чашек, просверленных в середине, на одинаковых расстояниях друг от друга прикреплялся к одной общей оси. Под ящиком, в котором находилась эта система, была приделана педаль (как у швейной машины), приводящая ось во вращение. От простого прикосновения мокрых пальцев к вращающимся чашкам окружающие звуки усиливались до фортиссимо (fortissimo (итал.) — очень сильно, чрезвычайно сильно) или падали до шепота.
Сейчас трудно представить себе этот удивительный инструмент, но люди, слышавшие его, уверяли, будто бы гармония звуков потрясающим образом действовала как на самого исполнителя, так и на слушателей. В 1763 году свой образец этого инструмента Франклин подарил англичанке мисс Дэвис. В течение нескольких лет она демонстрировала его во многих странах Европы, а затем удивительный инструмент бесследно исчез.
Певучая рюмка
Если взять тонкую рюмку, можно сделать такой опыт. Наполни ее почти до края водой и вытри хорошенько края. Положи на них крест, вырезанный из бумаги; концы его загни под прямым углом, чтобы он не мог соскальзывать вбок.
Теперь смоченным пальцем потри в любом месте стенку рюмки, чтобы она «запела». Стекло зазвучит. Но этого мало. Если твой палец трет стекло под одним из концов бумажного креста, этот крест будет лежать неподвижно; если же палец трет стекло между двумя концами креста, крест начнет медленно вращаться и остановится только тогда, когда один из его концов станет над местом, к которому прикасается палец. Если водить пальцем вокруг стакана, крест будет вращаться в направлении движения пальца.
Музыкальная проволока
Поставь на стол на небольшом расстоянии друг от друга две одинаковых хрустальных рюмки, на четверть наполнив их водой. «Настрой» их, чтобы они звучали одинаково, если постучать по ним лезвием ножа, — для этого нужно подливать понемногу воду то в одну, то в другую рюмку.
Вот они стали звучать «в унисон».
Теперь поверх одной рюмки положи очень легкую проволочку, изогнутую скобкой. Води по краю другой рюмки смоченным пальцем, чтобы рюмка запела. Колебания этой второй рюмки тотчас же передадутся первой, и проволочная скобка начнет плясать под эту музыку, точно у нее и вправду отличный музыкальный слух.
Звучащий стакан
Цель эксперимента: Сравнить скорость звука в твердых телах и в воздухе.
Материалы: пластмассовый стакан, резинка в форме колечка.
Процесс:
* Наденьте резиновое колечко на стакан, как показано на рисунке. (Приложение 5)
* Приложите стакан дном к уху.
* Побренчите натянутой резинкой как струной.
Итоги: Слышен громкий звук.
Научное объяснение:
Предмет звучит, когда он колеблется. Совершая колебания, он ударяет по воздуху или по другому предмету, если тот находится рядом. Колебания начинают распространяться по заполняющему все вокруг воздуху, их энергия воздействует на уши, и мы слышим звук. Колебания гораздо медленнее распространяются через воздух — газ,— чем через твердые или жидкие тела. Колебания резинки передаются и воздуху и корпусу стакана, но звук слышен громче, когда он приходит в ухо непосредственно от стенок стакана.
Флейта из соломинки
Цель эксперимента: Определить, как длина флейты влияет на тон издаваемого ею звука.
Материалы: соломинка для напитков, ножницы, линейка.
Процесс:
* Сделайте небольшие срезы (до 13-мм) на конце соломинки, как показано на рисунке – приложение 6. Это будет служить язычком.
* Возьмите обрезанный конец в рот и подуйте. Вам придется немного поэкспериментировать, пока вы не подберете нужную позицию и напряжение губ, чтобы флейта издала звук.
* Не прекращая игры, ножницами укорачивайте соломинку. Обратите внимание на то, как меняется тон звука.
Итоги: Чем короче соломинка, тем выше звук.
Научное объяснение:
Флейта играет потому, что колеблется язычок и столб воздуха в трубке. Чем длиннее труба, тем ниже звук.
Новые технологии на страже водосбережения
» » »
|
