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

Исследовательский проект «Аэродинамика бумажных самолетов»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Бумажные самолетики — классический пример применения аэродинамики. Понимая принципы аэродинамики, мы можем создавать бумажные самолетики, которые могут летать дальше, быстрее и точнее. Я рассмотрю аэродинамику бумажных самолетиков и выясню, как можно…

Исследовательский проект «Предельная зависимость силы трения скольжения от массы тела и шероховатости поверхности»

Цель: получить зависимость коэффициента силы трения от шероховатости поверхности и получить его максимальное значение от данных материалов. Считаем, что данная работа имеет большую актуальность так как, сила трения встречается практически везде, где…

Исследовательская работа «Создание «умной» жидкости и исследование ее свойств»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Современный мир – это стремительное развитие нанотехнологий. О них говорится очень много и на самых различных уровнях. Тема развития нанотехнологий часто поднимается в средствах массовой информации, в выступлениях политиков. XXI век называют веком на…

Исследовательский проект «Оценка и сравнительный анализ экологических рисков использования энергии углеводородного топлива, солнечного излучения и атмосферных воздушных потоков»

Актуальность и практическая значимость изучения перспектив использования так называемых «альтернативных» или «возобновляемых» источников энергии обусловлена реалиями современности. Анализ динамики энергопотребления человечеством в течение последних 1…

Исследовательский проект «Наглядая оптика»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель исследования: проверить экспериментально, можно ли нагреть воду, используя сфокусированные самодельным отражателем солнечные лучи. Задачи исследования: Выяснить, как теоретически работают отражатели из вогнутых зеркал, собирающие энергию солнечн…

Исследовательская работа «Рост и развитие кристаллов»

Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) «лёд», потому что в древности считалось, кристалл – это затвердевший лед! Кристаллы — это очень интересная тема, до сих есть много загадочного и неизученного. Кристаллы в пещерах, кристаллы на дн…

Мероприятие завершено

Конкурс, в котором работа участвует

Направление

Форма представления работы

Ключевые слова

Дата публикации работы

22.02.2019