Oscilograme de sunet – Inregistrare cu Sensor-CASSY

Oscilograme de sunet – Inregistrare cu Sensor-CASSY – Experiment demonstrativ

Oscilograme de sunet – Inregistrare cu Sensor-CASSY este o modalitate captivanta si educativa de a explora caracteristicile oscilografice ale sunetului, combinarii sunetului, zgomotului si a zgomotelor puternice. Cu ajutorul acestui experiment, elevii pot intelege mai bine natura sunetului si pot observa diferentele semnificative intre diferitele tipuri de sunete, contribuind astfel la consolidarea cunostintelor lor in domeniul fizicii si al stiintelor in general.

Obiectivele experimentului

Obiectivul experimentului este de a investiga si de a evidentia caracteristicile oscilografice ale diferitelor tipuri de sunete, inclusiv sunetul pur, sunetul combinat, zgomotul si zgomotul puternic. Prin acest experiment, ne propunem sa aducem in prim-plan intelegerea fenomenelor sonore intr-un mod interactiv si practic, pentru a consolida cunostintele elevilor despre proprietatile si comportamentul sunetului.

Prin intermediul oscilogramei, care este o reprezentare vizuala a oscilatiilor sonore in functie de timp, experimentul isi propune sa ofere o viziune clara si tangibila asupra modului in care sunetele variaza in functie de sursa lor si de modul in care sunt generate. Astfel, vom explora:

1. Sunetul pur
   

   Prin lovirea diapasonului de rezonanta, vom observa oscilograful reprezentand o oscilatie sinusoidala, care este tipica pentru un sunet pur. Acest aspect va ajuta elevii sa inteleaga natura periodica a sunetului si sa asocieze aceasta oscilatie cu o sursa sonora specifica.

2. Sunetul combinat
   

   Folosind o armonica, experimentul va evidentia oscilogramele rezultate din combinarea mai multor sunete. Elevii vor observa cum oscilatiile sinusoidale se suprapun si se combina pentru a forma un sunet mai complex, cunoscut sub numele de sunet combinat. Aceasta va ilustra conceptul de superpozitie a undelor sonore.

3. Zgomotul
   

   Prin miscarea unei maracei, vom inregistra oscilografii care reprezinta un zgomot, caracterizat prin oscilatii neregulate si nesinusoidale. Acest lucru va ajuta elevii sa inteleaga diferenta dintre sunetul periodic si sunetul non-periodic si sa aprecieze variabilitatea fenomenelor sonore din mediul lor inconjurator.

4. Zgomotul puternic
   

   Utilizand o tamburina, experimentul va demonstra oscilografii care reprezinta un zgomot puternic, caracterizat prin oscilatii de amplitudine mare care se atenueaza rapid. Aceasta parte a experimentului va arata cum anumite surse sonore pot genera oscilatii de intensitate ridicata si de scurta durata.

Pregatirea experimentului

Pentru a pregati experimentul, este necesar sa configuram Sensor-CASSY in mod corespunzator.

• In primul rand, conectam Sensor-CASSY la interfata seriala (sau USB) a calculatorului
• conectam microfonul la A (U).
• Apoi, pornim software-ul CASSY-Lab
• Incarcam exemplul “Analiza sunetului” (P 1.7.7.4).

Ajustarea parametrilor de masurare

Urmeaza sa ajustam parametrii de masurare conform indicatiilor:

• Diapasonul de rezonanta, armonica, maraca:

  • Interval: 10 μs
  • Timp de masurare: 5 ms
  • Repetarea masuratorii: dezactivata

• Tamburina:

  • Interval: 20 ms
  • Timp de masurare: 1 s
  • Declansator: activat
  • Tensiunea de declansare: 0.1 V, crescator
  • Repetarea masuratorii: dezactivata Setarile microfonului sunt de asemenea importante:
  • Semnal de iesire: ~
  • Amplificare: medie
  • Baterie: se necesita incarcare maxima (). In timp ce oscilogramele sunt inregistrate, lucram la nivelul ecranului “Standard”.

Desfasurarea experimentului

Desfasurarea experimentului implica etapele urmatoare:

• Lovim diapasonul de rezonanta si incepem masuratorile cu Sensor-CASSY.
• Observam oscilograma pe ecran si o salvam daca este necesar.
• Procedam in acelasi mod cu armonica si maraca.
• In cazul tamburinei, incepem masuratorile inainte de a lovi.

Evaluarea rezultatelor

Evaluarea rezultatelor este cruciala pentru intelegerea fenomenelor studiate:

• La lovirea diapasonului de rezonanta, se produce un sunet

  Sunetul este o oscilatie periodica, sinusoidala.

• La suflare in armonica, apare un sunet de combinatie

  Sunetul de combinatie este o suprapunere a mai multor sunete, adica o suprapunere a mai multor oscilatii periodice, sinusoidale, care se aduna pentru a forma o oscilatie nesinusoidala, periodica.

• La miscarea maracei, se genereaza un zgomot

  Zgomotul este o oscilatie nonperiodica si nesinusoidala.

• La lovirea tamburinei, se produce un zgomot puternic

  Un zgomot puternic este o oscilatie de amplitudine mare care dispare rapid.

Este important sa observam ca schimband la nivelul ecranului “Spectrul de frecventa”, putem compara spectrele de frecventa ale sunetului si combinatiei de sunete.

Intelegere mai profunda a naturii sunetului

Acest experiment ofera o modalitate interactiva si captivanta de a intelege fenomenele sonore si de a experimenta direct principiile fizicii sunetului. Elevii vor beneficia de o intelegere mai profunda a naturii sunetului si de capacitatea de a aplica conceptele teoretice intr-un context practic, consolidand astfel cunostintele lor in domeniul fizicii si al stiintelor in general.