Главная Работы на конкурс Предметное образование Физико-математические дисциплины Исследовательская работа » Визуализация звуковых колебаний»

Исследовательская работа » Визуализация звуковых колебаний»

Автор: Закурдаев Артём Андреевич

Место работы/учебы (аффилиация): МБОУ Гимназия №1 имени Героя Советского Союза Н.Т. Антошкина городского округа город Кумертау Республики Башкортостан, 7 класс

Научный руководитель: Абукаева Лилия Минегужаевна, учитель физики

Мы живем в мире звуков. Оказывается звуки можно не только услышать, но и увидеть. Я узнал об этом при посещении музея занимательных наук «Интеллектус» в городе Уфе. Меня заинтересовал опыт с песком, рассыпанным на металлической пластине. Когда смычком проводили по пластине, возникал звук и песок располагался на пластине так, что появлялся красивый узор. Я узнал, что этот узор называется фигурой Хладни. В честь немецкого физика основателя экспериментальной акустики Эрнста Хладни.

Цель моей работы: визуализировать звуковые колебания и выявить зависимость фигуры Хладни от свойств пластины и сыпучего материала.

Задачи: изучить биографию Эрнста Хладни и теорию о звуковых и стоячих волнах, собрать установку и получить фигуры Хладни, выяснить зависимость изображения от свойств пластины и сыпучего материала.

В упругой пластине под действием звука возникают стоячие волны, как результат сложения самой волны и волны, отраженной от края пластины.
Фигура Хладни образуется, потому что мелкая частица подпрыгивает на вибрирующей от звука пластине и стремится туда, где вибрация наименьшая. Для получения фигур Хладни, я собрал установку из компьютерных колонок и динамика домашнего кинотеатра. К динамику прикрепил пластмассовый стакан, а к нему лист ДВП. Для того чтобы настраивать частоту звука я скачал на смартфон программу звукового генератора.

С помощью этой установки я провел 6 экспериментов.

  1. Эксперимент 1. Исследовал зависимость фигур Хладни от выбора источника звуковых волн. Сначала я получил фигуру на листе ДВП из манной крупы, используя компьютерную колонку. Затем я провел этот же опыт с автомобильной колонкой. Что интересно, при одной и той же частоте звуковой волны, в обоих опытах фигуры получились одинаковые.
  2. Эксперимент №2. Исследовал зависимость фигур Хладни от частоты звуковой волны. С помощью смартфона я менял частоту звуковой волны и наблюдал за картиной узлов и пучностей. Оказалось, что простые фигуры образуются низкими частотами, а более сложные — высокими частотами.
  3. Эксперимент №3. Исследовал зависимость фигур Хладни от материала пластин. Я взял лист ДВП размером 40 на 40 см. и лист пластика таких же размеров. Получил на них фигуры Хладни при одинаковой частоте. Эти фигуры отличались друг от друга. Значит, картина узлов и пучностей зависит от материала пластины.
  4. Эксперимент №4. Исследовал зависимость фигур Хладни от рода сыпучих материалов. Я наблюдал за узорами, которые создавали на пластине частички манной крупы при частоте звуковой волны 110 Гц. А затем повторил опыт, но заменил крупу на соль. Сравнив узоры, пришел к выводу, что вид фигур Хладни не зависит от размеров сыпучих материалов.
  5. Эксперимент №5. Исследовал зависимость фигур Хладни от формы пластин. Я получил фигуры Хладни на четырех листах пластика, имеющих разную форму. Узоры отличались друг от друга. Следовательно, картина узлов и пучностей зависит от формы пластины.
  6. Эксперимент №6. Получить фигуры Хладни на поверхности воды. Я расположил динамик на ровной поверхности, на него поставили ванночку с водой. Увидел, что появление стоячих волн и фигур Хладни можно наблюдать и в жидкой среде.

Результаты моей исследовательской работы можно использовать в учебных целях во время уроков или внеурочной деятельности для наглядной демонстрации стоячих волн на примере фигур Хладни.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Презентация «Создание детективной игры про иностранных учёных-физиков для подростков. «Последний доклад профессора Х»»

Цель работы — создать детективную настольную игру «Последний доклад профессора X», которая в увлекательной форме познакомит игроков с биографиями и открытиями выдающихся физиков. Актуальность. Изучение физики и истории науки в школе часто сводится к…
Посмотреть работу

Презентация «Создание детективной игры про иностранных учёных-физиков для подростков. «Последний доклад профессора Х»»

Цель работы — создать увлекательную детективную игру про иностранных учёных-физиков, которая в интересной форме поможет подросткам усвоить знания о науке и ее деятелях. Актуальность. В современную цифровую эпоху подростки часто полагаются на гаджеты…
Посмотреть работу

Презентация к исследовательской работе «Глаза дрона и глаза спутника»

Актуальность темы: Бум технологий: Количество спутников на орбите и дронов в воздухе растет в геометрической прогрессии. Точность против масштаба: В сельском хозяйстве и экологии важно понимать, что эффективнее: «видеть всё сразу» (из космоса) или «к…
Посмотреть работу

Доклад к исследовательской работе «Измерение скорости света с помощью микроволновой печи»

Цель — показать сверстникам, что наука может быть простой и увлекательной, а задачи включают проведение опыта, расчёты и оценку точности. Проект демонстрирует, что научные эксперименты доступны каждому. С помощью микроволновой печи и шоколадной плитк…
Посмотреть работу

Презентация «Северное Сияние»

Цель работы — комплексно изучить феномен северного сияния: от истории открытия и классификации видов до оценки его воздействия на людей и практического моделирования явления. Актуальность исследования. Северное сияние — одно из самых красивых и загад…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Можно ли создать батарейку своими руками?»

Цель работы — изготовление действующего гальванического элемента (батарейки) своими руками в домашних условиях. Актуальность. Батарейки являются незаменимым источником питания для множества бытовых приборов и игрушек. Понимание принципа их работы и в…
Посмотреть работу

Мероприятие завершено

Конкурс, в котором работа участвует

Международный конкурс исследовательских работ школьников «Research start 2018/2019»

Направление

Физико-математические дисциплины

Форма представления работы

Исследовательская работа

Ключевые слова

Проект по физике

Дата публикации работы

22.02.2019