주요 개념
사운드
파도
청각

국가 과학 교육 표준 : 에너지 전달

소개
지금까지 서로들을 수 없을 정도로 멀리있는 사람과 대화를 시도한 적이 있습니까? 소리를 지르지 않고 오랫동안 대화를 나누기 어렵습니다. 거리. 따라서 요즘에는 전화를 사용하여 100 야드 또는 100 마일 떨어진 곳에있는 누군가와 대화 할 수 있다는 것이 좋습니다.

휴대폰이나 무선 전화, 모든 전화기가 등장하기 전으로 돌아가서 전기 신호를 통해 사람의 음성을 전달하는 데 도움이되는 전선에 연결되었습니다. 그리고 동일한 개념을 사용하여 컵과 끈만으로 자신의 전화기를 만들 수 있습니다. 현을 통해 어떤 메시지를 공유 하시겠습니까?

배경
우리가 말할 때 성대는 공기 중의 분자를 진동시킵니다. (말하는 동안 목에 손을 대면 진동을 느낄 수 있습니다.) 진동하는 공기 분자는 주변의 다른 공기 분자를 진동시키는 식으로 소리가 공기를 통과하는 방식입니다. (소리의 다른 피치는 간격이 다른 파동 또는 “주파수”에서 이동합니다.) 기타, 바이올린 또는 피아노 현과 같은 다른 음원은 진동이 소리를 생성하는 방법의 좋은 예입니다.

우리 귀에는 작고 민감한 털이 있습니다. 그들은 진동을 포착하고 그 정보를 우리의 뇌로 전달하여 소리로 해석합니다. 뇌는 파도의 주파수 또는 간격에 따라 소리가 서로 다른 음조 또는 음조를 갖는 것으로 해석합니다.

그러나 공기 중의 입자는 액체 또는 고체 입자보다 서로 더 많이 퍼져 있습니다. . 따라서 소리의 진동은 멀리 이동하기 전에 점점 작아지는 경향이 있습니다. 공기보다 밀도가 높거나 주어진 공간에 분자 수가 많은 면실과 같은 부드러운 연결 재료를 사용하면 음파가 더 먼 거리로 이동하는 데 도움이 될 수 있습니다.

재료
• 큰 종이컵 2 개 (일회용 플라스틱 컵도 사용할 수 있음)
• 클립 또는 이쑤시개 2 개
• 면줄 또는 낚싯줄 길이 약 10 ~ 30 피트
• 조용한 지역

준비
• 각 컵 바닥 중앙에 작은 구멍을 뚫습니다 (플라스틱 컵의 경우 못이나 다른 날카로운 도구가 필요할 수 있으므로이 단계를 완료 할 때주의하세요).
• 실 끈의 한쪽 끝을 각 컵의 바닥으로 통과시킵니다.
• 각 컵의 바닥에 종이 클립이나 이쑤시개를 놓고 끈의 느슨한 끝을 그 주위에 묶습니다 (클립이나 픽은 끈이 미끄러지지 않도록 여기에 있습니다. 컵 바닥을 통해).

절차
• 대화 상대에게 컵 한 개를주고 자신이 한 컵을 들고 있습니다.
• 줄이 연결될 때까지 천천히 걷습니다. 컵이 똑 바르고 빡빡합니다.
• 컵을 귀에 대고 파트너가 컵에 대고 말하게하십시오 (서로 가까이 서 있으면 대화를 비교적 조용하게 유지하되, 컵보다 더 크게 말하십시오. 속삭임).
• 파트너가 말하는 소리가 들립니까?
• 이제 당신은 당신의 컵에 대고 이야기하고 당신의 파트너가 그의 컵에 귀를 기울 이도록합니다. 들리나요?
• 줄을 느슨하게 해보세요. 컵앤 스트링 전화기는 여전히 효과가 있나요?
• 이제 목소리를 같은 수준으로 유지하고 같은 거리를 유지하면서 컵을 사용하지 않고 서로 대화 해보세요. 소리도 들리나요?
• 추가 : 공간이 충분하다면 컵과 줄 전화를 사용할 수있는 거리를 확인하세요.
• 추가 : 주변에 세 번째 사람이있는 경우, 손으로 줄의 중앙을 붙잡 으라고합니다. 소리가 여전히 전달됩니까? 그 이유는 무엇?
• Extra : 다른 재료 (사, 낚싯줄, 나일론 끈 등)가 있으면 시도해보세요. 서로 다른 재료가 사운드의 품질이나 사운드의 이동 거리를 어떻게 변경합니까?

관찰, 결과 및 더 많은 리소스를 읽으십시오.

관찰 및 결과
당신은 당신이 공기를 통해 같은 볼륨으로 서로에게 말할 때보 다 당신의 파트너가 컵과 꽉 끈을 사용하는 것을 더 잘들을 수 있습니까?

이 활동에서 당신의 목소리는 컵 안의 공기를 진동 시켰습니다. 차례로 컵 바닥이 진동했습니다. 이러한 진동은 현으로 전달 된 다음 파트너의 컵 바닥으로 전달되어 컵 내부의 공기가 진동하고 감지 가능한 소리가됩니다. 현이 느슨해지면 진동이 더 쉽게 소멸되고 함께 사라집니다. (유선 전화는 동일한 아이디어로 작동하지만 음파를 전기 신호로 전송하여 유선을 통해 더 멀리 이동할 수 있으며 유선 전화를 팽팽하게 유지할 필요가 없습니다.)

사람의 말과 같은 소리는 엄청나게 빠른 (초당 약 1,126 피트) 매우 작은 파도로 이동합니다. 이것이 바로 컵과 줄을 가로 질러 이동하는 동안 소리를 보지 못하거나 지연을 감지 할 수없는 이유입니다.

물속에서 소리가 어떻게 다른지 눈치 채신 적이 있습니까? 물 분자는 공기에있는 것보다 더 가깝게 모여 있기 때문에 음파는 수 중에서 더 빠르고 더 멀리 이동합니다. 고래와 수 중에서 의사 소통을 위해 소리를 사용하는 다른 해양 동물은이 사실을 이용합니다. 과학자들은 고래가 할 수 있다고 생각합니다. 수백 (아마도 수천) 마일 떨어진 곳에서도 스트링 전화기없이 서로의 목소리를들을 수 있습니다!

문자열 전화기 관찰 및 결과를 공유하십시오. 아래에 의견을 남기거나 Scientific American에 대한 사진과 피드백을 공유하십시오. ” s Facebook 페이지.

정리
클립이나 이쑤시개에서 끈을 풀거나 자릅니다. 재활용 할 수있는 재료를 재활용하거나 재사용하십시오.

탐색 할 추가 정보
Scientific American의 “Ear Cells Actively Amplify Sound”
“(Don”t) Pump Up the Volume : Sound Waves Silence Whales ” Scientific American의 노래 “
NASA Sci 파일의”사운드 “활동
Connexions의”주파수, 파장 및 피치 “개요
4-8 세 Wendy Pfeffer의 Sounds All Around
Janice VanCleave” 모든 어린이를위한 물리학 : 9-12 세 Janice VanCleave의 동작, 열, 빛, 기계 및 소리에 대한 101 가지 쉬운 실험

다음 단계…
Yeast Alive! Yeast Live 및 Breathe 시청

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필요한 것
• 신선한 제빵 용 효모 패킷 (유효 기한 확인)
• 설탕 큰술
• 작은 구멍이있는 투명한 플라스틱 병 (예 : 물 병)
• 깔때기
• 작은 풍선
• 따뜻한 물