ΦΥΣΙΚΗ Γ΄ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ


ΗΧΟΣ
 

Στόχοι:

1. Να διαπιστωθεί ότι ο ήχος παράγεται από μηχανικές ταλαντώσεις.
2. Να γίνει λογική σύνδεση του απλού ήχου με την ημιτονοειδή καμπύλη
3. Να παρατηρηθούν τα φαινόμενα του συντονισμού και του διακροτήματος
4. Να παρατηρηθούν οι μορφές σύνθετων ήχων στον παλμογράφο.

Οργανα – Υλικά

Διαπασών με ακίδα – τζάμι - κερί – εκκρεμές με πλαστικό σφαιρίδιο
Διαπασών – Ζεύγος διαπασών με αντηχείο
Γεννήτρια συχνοτήτων – Ενισχυτής με μεγάφωνο – Αρμόνιο – Παλμογράφος

Πειραματική διαδικασία
 

1. Χτυπάμε το ένα σκέλος του διαπασών με την ακίδα (με ένα σφυράκι ή στο τραπέζι) , ώστε να γίνει εμφανής η ταλάντωση των σκελών του, και το πλησιάζουμε στο αυτί μας. Ακούμε ένα ήχο χαμηλής συχνότητας.

Ανάβουμε ένα κερί και μαυρίζουμε τη μία επιφάνεια ενός τζαμιού ( μετακινούμε συνεχώς το κερί κάτω από την επιφάνεια του τζαμιού και κοντά σε αυτή). Χτυπάμε το διαπασών και σύρουμε την ταλαντούμενη ακίδα στη μαυρισμένη επιφάνεια του τζαμιού. Απεικονίζεται η μορφή του απλού ήχου (ημιτονοειδής καμπύλη).

Διεγείρουμε το διαπασών με αντηχείο και ακούμε τον ήχο που παράγει, ωστόσο η κίνηση των σκελών του δεν είναι εμφανής. Πλησιάζουμε στα ταλαντούμενα σκέλη το πλαστικό σφαιρίδιο του εκκρεμούς και διαπιστώνουμε έντονη αναπήδηση κατά την επαφή του με αυτά. Συμπεραίνουμε ότι το σκέλος κινείται.

2. Διεγείρουμε ένα απλό διαπασών και επειδή ο ήχος που παράγει είναι ασθενής, ακουμπάμε τη βάση του σε ένα αντηχείο. Ο ήχος ενισχύεται κατά πολύ ( για τη σημασία των αντηχείων στα μουσικά όργανα).

 Από το ζεύγος των διαπασών σε αντηχείο διεγείρουμε το ένα και πλησιάζουμε το ανοιχτό άκρο του αντηχείου του στο ανοιχτό άκρο του άλλου που ηρεμεί. Αγγίζουμε το ταλαντούμενο σκέλος του διεγερμένου διαπασών, για να σταματήσει και παρατηρούμε ότι ο ήχος συνεχίζει να παράγεται , αλλά από το άλλο διαπασών. Έχουμε φαινόμενο συντονισμού, επειδή τα διαπασών είναι ίδια.

Ανεβάζουμε το μεταλλικό έλασμα από τη βάση στο άκρο του σκέλους , ώστε να αλλάξει ελαφρά η ιδιοσυχνότητα στο ένα διαπασών και επαναλαμβάνουμε το πείραμα του συντονισμού. Δεν συμβαίνει. Τοποθετούμε τα διαπασών το ένα δίπλα στο άλλο, ώστε τα ανοίγματα των αντηχείων τους να «κοιτάζουν» προς την ίδια κατεύθυνση, και τα διεγείρουμε. Ακούμε ένα ήχο σταθερής συχνότητας , αλλά με μεταβλητή ένταση. Είναι το διακρότημα και χρησιμοποιείται για το κούρδισμα των μουσικών οργάνων.

3. Για την οπτική αναπαράσταση ήχων και τη συσχέτιση φυσικών χαρακτηριστικών (πλάτος- συχνότητα- είδος ήχου) με φυσιολογικά χαρακτηριστικά ( ένταση- ύψος – χροιά) χρησιμοποιούμε τη γεννήτρια συχνοτήτων με τον παλμογράφο. Παράλληλα συνδέουμε στη γεννήτρια και τον ενισχυτή με το μεγάφωνο ώστε να έχουμε και το ακουστικό αποτέλεσμα.
Η σύνδεση ενός απλού μουσικού οργάνου στον παλμογράφο μας δίνει την εικόνα σύνθετων ήχων.