Класс!ная физика



Звуковой осциллограф. Опыты

09.2017


ЗУКОВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ


Мы предлагаем проделать несколько опытов со звуковым осциллографом, для изготовления которого нам потребуется жестяная консервная банка любого размера (оптимальный размер — банка из-под сгущенки), немного тонкой резины от детского воздушного шарика и небольшой осколок зеркала.
Зеркало должно быть как можно легче: прекрасно подойдет для нашей цели плоский осколок елочной игрушки величиной с ноготь или хорошо разглаженный кусочек фольги.

Пользуясь консервным ножом, вырежем у банки оба донышка (такой нож не оставляет острых краев, о которые можно порезаться).
С одной стороны на банку натянем резину от воздушного шарика и прочно укрепим ее ниткой.
Второй конец банки оставим открытым.

К резине каплей любого клея прикрепим зеркальце; оно должно находиться примерно на расстоянии трети диаметра от края банки.
Когда клей просохнет, осциллограф готов — можно приступать к опытам.




Зеркальцем осциллографа поймаем солнечный зайчик и направим его на стену или на белый лист бумаги на стене.
Источником света для наших  опытов  может быть не только солнце, но и настольная лампа — важно только, чтобы зайчик был отчетливо виден на стене.

Источником звука послужит ваш собственный голос.
Вибрации воздуха передаются резиновой мембране, а через нее — зеркальцу, которое будет рисовать световым зайчиком узор на стене.

Теперь притушите верхний свет, поставьте банку на стол, так чтобы она не покатилась, и попробуйте разговаривать или кричать в открытый конец банки (с разных расстояний от него), а сами наблюдайте за «зайчиком» на стене.
Почему он так быстро мечется туда-сюда?

Звук — это механические колебания среды.
В нашем случае среда — это воздух.
Стоит крикнуть, как звуковые волны побегут во все стороны, отражаясь от стен, угасая в мягкой мебели.
Дойдя до резины, натянутой в отверстии банки, эти волны заставят колебаться и ее, а значит, и наклеенный на резину кусочек фольги.
Вот «зайчик» и мечется туда-сюда.
Чем громче крикнешь, тем сильнее размах колебаний.
Чем ближе подойдешь к банке, тем (при одинаковой силе крика) сильнее размах.

Так же, как и электронный осциллограф,  наш прибор имеет развертку — то есть позволяет наблюдать характер колебаний в зависимости от времени.
Это обусловлено несимметричным положением зеркальца на мембране.
Подумайте почему!

 Но развертка у нас не линейная, а круговая.
Поэтому узор покажется не совсем обычным — звуки будут «выглядеть» немного не так, как их обычно изображают.
Тем не менее,  качественные различия между звуками увидеть здесь даже проще, чем на обычном электронно-лучевом осциллографе.
Проводя опыты с осциллографом, постарайтесь зарисовать наблюдаемые картинки и попробуйте ответить на такие вопросы:

1. Чем отличается гласный звук от согласного звука?
Произносите  те и другие коротко, потом сравните протяжные звуки: а-а, у-у, с-с-с, ш-ш-ш.

2.  Как изменяется картинка, если пропеть гамму: до-ре-ми-фасоль?
Сделайте то же самое, но пойте, не называя звуков.

3.  Что наблюдается, если свистеть?
 Заметно ли отличается размах (амплитуда) колебаний при свисте от амплитуды колебаний при произнесении обычных звуков?
 Можно ли на основании этого опыта ответить на вопрос, почему свист слышен на большем расстоянии, чем крик?

4.  Если у вас есть гитара, камертон, детская флейта, дающая чистый музыкальный тон, исследуйте их звуки.
Чем отличается музыкальный тон от звуков голоса?
 Можно ли голосом воспроизвести музыкальный тон?


ИсточниК: журн. «Юный техник», "Занимательные опыты по физике" Л.А. Горев




Устали? - Отдыхаем!

Вверх