Лабораторна робота в додатку Phyphox "Дослідження звукових коливань різноманітних джерел звуку за допомогою сучасних цифрових засобів" (9 клас).

Лабораторна робота

Тема.  Дослідження звукових коливань різноманітних джерел звуку за допомогою сучасних

цифрових засобів.

Мета:  з’ясувати зв’язок між характеристиками звукової хвилі (амплітуда, частота) та гучністю й

висотою тону звуку.
Обладнання: мобільний додаток Phyphox.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Форма  запису звуку може бути різною: магнітна, 

оптична, цифрова тощо. Запис звуку в комп’ютерах – 

виключно цифровий. Записаний звук зберігається 

в аудіофайлі та після обробки може бути поданий на 

монітор комп’ютера у вигляді пульсуючого графіка, 

який відбиває зміну тиску в зоні прослухування через 

рівні невеликі інтервали часу (див. рисунок).                                              
За графіком можна оцінити: 

1) гучність звуку – визначається амплітудою A звукової хвилі;

2) тон звуку – визначається частотою ν (періодом T) звукової хвилі. Наприклад, за графіком  на рисунку визначаємо, що               за 10 мс відбулося майже 9 коливань (точніше – 8,8), отже, частота звукової хвилі становить:  ν = 8,8/0,01 с = 880 Гц. Таким чином, на графіку наведено цифровий               запис звучання ноти               «ля» другої октави (див. таблицю).

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ

Підготовка до експерименту

1. Перед тим як виконувати роботу, згадайте: 1) вимоги безпеки під час виконання лабораторних робіт; 2) основні характеристики звуку.

2. Запустіть на мобільному телефоні Phyphox.  

Експеримент

1. Увімкніть генератор тона, налаштуйте вихідний сигнал на частоту  440 Гц. Увімкніть відтворення сигналу. Вимкніть відтворення через 2-4 с.

2. За допомогою графіка (рис.)  обчисліть кількість коливань, наприклад, за  0,02 с та за формулою     обчисліть частоту звукової хвилі.             

3. Налаштуйте вихідний сигнал на  частоту 880 Гц і повторіть дії, описані в п. 1-2. 

4. Увімкніть акустичний діапазон.  

5. Поставте камертон. Вдарте по ньому гумовим молоточком. Увімкніть запис акустичного діапазону і вимкніть його через 4-6 с. Повторіть дії, описані в п. 2.

6. Проспівайте в мікрофон смартфону 4 ноти, для кожної ноти повторюючи дії, описані в п. 2.

Результати вимірювань і обчислень відразу заносьте до таблиці.
                                                                          .

Аналіз результатів експерименту

Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому: 1) отримані результати порівняйте із заданими частотами генератора, частотою камертона, табличними значеннями частот, що відповідають певним нотам; 2) зазначте причини можливої розбіжності результатів.

Завдання із зірочкою

За формулою:   оцініть відносну похибку третього експерименту. Частота камертона 440 Гц.

Творче завдання

Поміркуйте, який дослід слід провести, щоб виявити, які матеріали краще поглинають звук; якими матеріалами звук поширюється краще. Запишіть план експерименту. Проведіть експеримент, запишіть його результати.