Forsøg til "Lyd i Oceanerne "

Transkript

1 Forsøg til "Lyd i Oceanerne " Kære Lærer Her er en række forsøg, du kan bruge i undervisningen til at understøtte de emner, I gennemgår i hæftet "Lyd i Oceanerne". Alle forsøgsvejledningerne indledes med en materialeliste og en udførlig fremgangsmåde. I hver øvelsesvejledning er der også et teoriafsnit, der er tænkt som stikord til dig, når forsøgene gennemgås med eleverne. Det er tanken at forsøgene skal få eleverne til at reflektere over det enkelte emne. Derfor findes der, sidst i øvelsesvejledningen, en række spørgsmål til eleverne, som du kan gennemgå med dem under eller efter forsøget. God fornøjelse! 1

2 Indholdsfortegnelse Leg med popcorn... 3 Forsøg 1: Popcorn på række... 3 Forsøg 2: Dansende popcorn... 4 Se din stemme danse på væggen... 5 Undersøg din egen hørelse... 6 Forsøg 1: Hvor kommer lyden fra?... 6 Forsøg 2: Skift ører... 7 Høje og dybe toner... 8 Ekko... 9 Forsøg 1: Tilbagekastning af lyd... 9 Forsøg 2: Lav en bølgemaskine Kan man se en tone? Lyde i vand Forsøg 1: Lyde i en spand vand Forsøg 2: At lytte under vandet At måle lyd Forsøg 1: At måle lydens styrke Forsøg 2: At måle lydens hastighed

3 Leg med popcorn Formål Med disse forsøg kan eleverne selv se, hvordan vibrationer, der sendes gennem luften i lydbølger, kan forplante sig og sætte ting i bevægelse. Forsøg 1: Popcorn på række Popcorn Sytråd Et bræt eller lignende som trådene kan hæftes til Tape Køkkenelastik 1. Tag 5-7 poppede popcorn og bind et stykke sytråd omkring hver af dem. 2. Hæft enden af sytrådene til et bræt eller lignende, således at popcornene hænger tæt på en række, i den samme højde, frit ned i luften. 3. Få elastikken til at give en kraftig lyd lige ved siden af popcornene. Prøv flere gange, men uden at røre ved popcornene. 4. Prøv at lave andre lyde tæt ved popcornene. Luften består af molekyler. Vibrationerne fra en lydkilde får molekylerne til at støde sammen og skubbe til hinanden. Det enkelte molekyle vibrerer på det samme sted og får det næste molekyle til at vibrere på samme måde, ved at skubbe til det. Molekylerne i luften flytter sig altså ikke, men til gengæld breder vibrationerne sig ud i rummet. Det er det, vi kalder lydbølger. En efter en vil popcornene ramme hinanden og overføre vibrationen gennem rækken. Når det sidste popcorn rammes, flytter det sig væk fra rækken. Hvad sker der? Hvorfor flytter det sidste popcorn i rækken sig? Hvorfor flytter de andre popcorn sig ikke? 3

4 Forsøg 2: Dansende popcorn Popcorn Hjemmelavet tromme: Paprør, eller pap foldet til et rør hæft med tape 1 ballon 1 saks 1 køkkenelastik Tape Eller en lille tromme Flad båndoptager/radio, som trommen kan stå på 1. Skær halsen af ballonen og stræk resten af den stramt ud over enden på paprøret. Hold ballonen på plads med elastikker, og tape kanten af ballonen fast til røret, så den ikke glider af. 2. Stil paprøret oven på båndoptagerens/radioens højttaler. 3. Læg nogle popcorn på trommeskindet. 4. Skru højt op for lyden! 5. Prøv selv at lave lyde under trommen. Trommeskindets vibrationer vil få popcornene til at hoppe og danse, dvs. vibrationerne, der dannes i højttaleren, bevæger sig gennem luften til trommeskindet og til sidst til popcornene. Kan lyde flytte ting? Hvad sker der? Hvorfor bevæger popcornene sig? 4

5 Se din stemme danse på væggen Formål At eleverne får oplevet hvordan deres egen stemme skaber vibrationer, og at disse vibrationer kan sætte ting i bevægelse. Dette illustreres tydeligt ved, at de kan bevæge en lysplet på væggen ved hjælp af deres egen stemme. 1 ballon 1 saks 1 konservesdåse, uden top og bund elastikker tape lim et lille stykke af et spejl, ca. ½ x ½ cm. 1 lommelygte 1. Skær halsen af ballonen og stræk resten af den stramt ud over enden på dåsen. Hold ballonen på plads med elastikker, og tape kanten af ballonen fast til dåsen, så den ikke glider af. 2. Lim spejlstumpen (med spejlsiden udad) fast på den udstrakte ballon, omkring en tredjedel inde fra kanten af dåsen. 3. Lys nu med lommelygten skråt ind på spejlet, så du kan se en klar lysplet fra spejlet blive kastet op på væggen. Hvis du ikke har en ensfarvet væg at sende lyspletten op på, så brug et stykke hvidt pap som lærred. 4. Hold dåsen helt stille (eller stil den på et bord, støttet så den ikke triller) og syng eller råb ind i den åbne ende af dåsen. Hold øje med lyspletten på væggen. Lyd frembringes af vibrationer. Når du synger eller råber, går den luft, der kommer strømmende fra dine lunger, gennem dine stemmebånd og får dem til at vibrere, så der opstår trykbølger, der bevæger sig gennem luften, ligesom ringe i vand. Når disse bølger rammer den udspilede ballon, får de den til at vibrere. Det får igen både spejlet og det lys, der bliver kastet tilbage af det, til at vibrere. Din trommehinde er en udstrakt membran, der minder noget om ballonen. Når trykbølger rammer trommehinden, vibrerer den, og din hjerne fortolker disse vibrationer som lyde. Hvad ser I? Hvorfor vibrerer den hurtigt frem og tilbage? Er der forskel på, når I snakker højt eller lavt? 5

6 Undersøg din egen hørelse Formål At eleverne får undersøgt, hvor gode de er til at opfatte, hvor lyden kommer fra, og hvordan deres hjerner er meget afhængige af denne retningssans en sans, der kan snydes. Forsøg 1: Hvor kommer lyden fra? Et tørklæde eller lignende til at binde for øjnene 1 testperson og flere personer, der skal lave lyde Noget vat 1. Giv testpersonen bind for øjnene, og resten stiller sig i en ring rundt om testpersonen. 2. Prøv nu, én ad gangen, at lave forskellige lyde det kan for eksempel være at hviske, klappe med hænderne eller knipse med fingrene 3. Efter hver lyd skal testpersonen pege i den retning, han eller hun tror, lyden kommer fra 4. Gentag forsøget, men denne gang skal personen have vat i det ene øre 5. Prøv med forskellige lyde høje og lave. Gæt også på, hvor langt væk lydene kommer fra. 6. Lad flere elever prøve, så I kan se, hvem der klarer sig bedst Når vi kan bestemme den retning, en lyd kommer fra, skyldes det, at ørerne sidder et stykke fra hinanden. Vender det ene øre i den retning, lyden kommer fra, når lyden først det ene øre. En brøkdel af et sekund senere når lyden det andet øre. Den tidsforskel kan hjernen opfatte og derfor bestemme, hvorfra lyden kommer. Hvem er bedst til at gætte, fra hvilken retning en lyd kommer fra? Hvad er det, der gør, at man kan høre hvilken retning lyden kommer fra? Bliver retningssansen bedre eller dårligere, når man kun bruger det ene øre? Hvad kan det skyldes? 6

7 Forsøg 2: Skift ører 2 stykker plastikslange (OBS: Det er vigtigt, at slangerne passer i størrelse til at komme ind i et øre, så udefrakommende lyde ikke kan forstyrre forsøget!) 2 plastiktragte Et stykke træ (Evt. et stykke af et kosteskaft) Gaffatape eller lign. kraftig tape Et lille stykke stof evt. gazebind Minimum 2 personer 1. Sæt den ene ende af hver plastikslange fast på hver sin tragt 2. Sæt de to tragte fast på træstykket. Tragten skal vende den ene vej og enden af den tilhørende slange skal vende den modsatte vej, således at de to slanger krydser på midten. 3. Sæt lidt stof over hver ende af slangerne med tape 4. Testpersonen sætter nu slangerne tæt ind til ørerne og lukker øjnene. 5. Den anden person skal så klappe i hænderne på forskellige steder rundt om testpersonen. Testpersonen skal nu prøve at gætte hvilken retning, klappene kommer fra. 6. Prøv at bruge en lys tone, fx en fløjte i stedet for at klappe (Som ovenfor). Fordi lydene når det modsatte øre først, vil hjernen blive snydt, og testpersonen vil tro, at lydene kommer fra den modsatte retning, end hvad der rent faktisk er tilfældet. Kan du gætte hvorfra lyden kommer? Hvorfor - hvad er det der sker? Hvad sker der, hvis du bruger en lys tone - er det nemmere eller sværere at gætte, hvorfra lyden kommer? 7

8 Høje og dybe toner Formål At demonstrere visuelt over for eleverne hvordan hastigheden, hvormed en lydbølge dannes, afgør, om lyden er høj eller dyb. En cykel Karton eller pap Køkkenelastikker 1. Sæt kartonen fast til cyklens stel med elastikkerne, således at det stikker ind i hjulets eger. 2. Drej nu hjulet rundt og lyt. 3. Prøv at dreje hjulet hurtigere og hurtigere rundt. Det er antallet af lydbølger per sekund, der bestemmer, om en tone er høj eller dyb. Jo flere lydbølger, der er per sekund, jo højere bliver tonen. Jo færre lydbølger, der er per sekund, jo dybere bliver tonen. I dette forsøg er det altså antallet af hjulets omdrejninger der bestemmer om lyden bliver dyb eller høj hjulets omdrejninger visualiserer antallet af lydbølger. Hvad sker der med lyden, når hjulet drejes hurtigere rundt? Hvorfor? 8

9 Ekko Formål At eleverne får tænkt over, hvordan ekkoer opstår, og hvordan dyrene kan bruge lyde til at forstå deres omgivelser. De kan selv høre, hvordan hårde overflader kaster lyden tilbage, og hvordan bløde overflader sluger lyden. De får også set, hvordan lyd spredes som bølger i vandet, og hvordan bølgerne ændrer retning, når de rammer en overflade. Forsøg 1: Tilbagekastning af lyd 2 kraftige paprør (f.eks. til plakater) Vækkeur eller et andet ur, der tikker højt Stort stykke kraftigt pap, der måler minimum 40 x 40 cm Stof, der kan dække papstykket Skumgummi, der er på størrelse med papstykket 1. En person skal holde papstykket lodret på et stort bord og nogle andre skal lægge rørene skråt ind til pappet. Rørene skal danne et V set for personen, der holder papstykket. Afstanden mellem papstykket og enderne på rørene skal være på ca. 6 cm. 2. Sæt nu vækkeuret for enden af det ene rør. En forsøgsperson skal prøve at lytte til enden af det andet rør, hvor der ikke står noget ur. 3. Prøv nu at svøbe papstykket ind i stoffet og gentag forsøget. 4. Prøv endnu en gang, nu med skumgummi foran pappet og lyt igen. Urets tikken kan høres tydeligt gennem rørene, selv om de ikke er forbundet med hinanden. Lyden bevæger sig ned gennem det ene rør, kastes tilbage fra papstykket og ind i det andet rør. Det er fordi glatte, hårde overflader kaster lyd tilbage på samme måde, som et spejl kaster lys tilbage. Stof og skumgummi er derimod dårlige til at kaste lyd tilbage de sluger lyden ligesom dynen, fordi lydbølgerne spredes så meget, at de forsvinder. På samme måde kastes lyde tilbage under vand, når de rammer hårde overfalder som sten, klipper eller dyrs kroppe. Hvis de derimod rammer noget blødt, vil lyden forsvinde det kan være sand eller mudder. Kan man høre vækkeuret? Hvad sker der når stoffet lægges om papstykket? Hvad sker der når skumgummiet står imellem pappet og rørene? Hvad er det der sker? Kan I komme på ting under vand der enten kaster lyd tilbage eller sluger lyden? 9

10 Forsøg 2: Lav en bølgemaskine 1 stor, dyb bradepande Et stykke bøjeligt metalbånd Mørk frugtfarve Pipette Vand 1. Fyld bradepanden op med vand, der er blandet med lidt frugtfarve 2. Bøj metalbåndet så det danner en bue. Det skal ligge langs kanten på samme måde som en bue bagerst på en scene. 3. Tag pipetten og lad nogle få dråber falde regelmæssigt og helt nøjagtigt ned i midten. Læg nu mærke til de bølger, der tilbagekastes af metalbuen. Lydbølger udsendes som regel i cirkler fra lydkilden. En buet overflade med den helt rigtige form vil tilbagekaste lydbølgerne i lige linier, så de når frem langs en linie på præcis samme tid. I koncertsale er det bageste af scenen ofte buet, så denne virkning opstår. I dette forsøg kan du se denne effekt vist ved bølger i vand. Det bøjede metalbånd forestiller bagvæggen på en scene. Bølgerne forestiller lydbølgerne, som tilbagekastes i cirkler fra udgangspunktet. Der, hvor lydbølgerne rammer metalbuen, kastes de tilbage i en lige linie direkte ud fra bagvæggen. Altså kan de genstande, lydene rammer, ændre retningen og det mønster, som lydene sendes ud i. Når dyrene under vandet udsender lyd, og lyden rammer noget hårdt eller noget blødt, vil lyden sendes tilbage i forskellige mønstre. Disse mønstre fortæller dyrene om deres omgivelser. Hvad ser I, når dråben rammer overfladen? Forestil jer, at dråben var en person, der sagde noget hvordan ville lydbølgerne så bevæge sig af sted? Hvad sker der, når bølgerne rammer buen? Hvis bølgerne var lydbølger og ikke vand-bølger, hvad ville der så ske? Hvis bradepanden var en koncertsal, og dråben var stemmen på en sanger, hvordan ville det så lyde i salen? Hvad tror I der sker når dyrene bruger lyde under vandet, og lydene rammer forskellige ting? Hvad kan de bruge det til? 1

11 Kan man se en tone? Formål At visualisere hvordan lyd kan danne mønstre og give mulighed for at illustrere hvorledes nogle dyrs hjerner kan danne billeder af omgivelserne ved hjælp af lyd-indtryk elastisk plade af glas, tyndt stål eller plastik 2. 1 tung plade eller lignende (der skal bruges som fod/stativ) OBS: Du skal kunne bore et hul i pladen, eller på anden måde kunne skrue den elastiske plade fast til denne tunge plade/fod! 3. 1 bolt 4. 4 møtrikker + evt. spænd-ringe 5. boremaskine 6. bor til henholdsvis glas/stål/plastik og metal 7. fint, tørt sand 8. violinbue 9. køkkenelastik 1. Bor et hul i midten af begge plader og spænd dem sammen ved hjælp af bolt og møtrikker. Du skal gøre det sådan, at der bliver et mellemrum imellem de to plader den tunge plade fungerer kun som fod og den elastiske plade skal holdes oppe af bolten, så den står frit i luften. (OBS: Sørg for at den elastiske plade står så stabilt og vandret som muligt, og at den kan sættes i svingninger bør evt. testes før forsøget udføres på klassen!) 2. Hæld nu det fine sand ud på den øverste plade. 3. Placér to fingerspidser på pladens overside og stryg violinbuen mod pladens kant. 4. Prøv igen, men sæt fingrene et nyt sted på pladen. Vær lidt tålmodig og prøv forskellige steder, indtil forsøget lykkedes. 5. Prøv nu at sætte en elastik fast til pladen. Stræk den, så man kan lave lyde med den og se på pladen. Ved en bestemt tone opstår der svingninger i pladen. Sandkornene får ingen ro, før de er kastet hen til et sted, hvor der ingen svingninger er. Med lidt held fordeler sandkornene sig i smukke mønstre. Disse mønstre kaldes klangfigurer. Hvad sker der? 1

12 Hvad kan det skyldes? Kan elastikken også lave klangfigurer? Lyde i vand Formål At eleverne selv oplever hvordan vand er effektivt til at transportere lyde, og ligeledes hvordan fastere stoffer transporterer lyde endnu mere effektivt. Forsøg 1: Lyde i en spand vand 2 sten 1 spand med vand stetoskop Minimum 2 forsøgspersoner 1. Den ene tager de 2 sten i hænderne og slår dem mod hinanden under vandet, nede i spanden. Den anden skal lytte tæt på spanden. Forsøg ikke at plaske for meget med vandet, så personen, der lytter, bliver alt for våd! 2. Nu skal personen, der lytter bruge stetoskopet sæt det på siden af spanden og lyt igen til de 2 sten, når de slås mod hinanden under vandet. 3. Prøv nu at stå på hver sin side af en dør eller en væg, og lyt med eller uden stetoskopet. Lyde bevæger sig ca. 4. gange hurtigere gennem vand og ca. 12 gange hurtigere gennem døre eller vægge, end de gør gennem luft. Derfor transporterer de våde/hårde ting lydene meget mere effektivt og det får lydene til at virke meget kraftige. Kan lyd gå gennem vand? Kan lyde gå gennem jorden? Kan lyde gå gennem en væg? Er der forskel på hvordan døre og vægge lader lydene gå igennem? Hvad kan man gøre for at formindske forurening med støj? 1

13 Forsøg 2: At lytte under vandet Et badekar eller en svømmehal Evt. badetøj! 1. Lig på ryggen i badekarret, eller stå sikkert langs kanten i svømmehallen, og hold ørerne under vandet, men ansigtet over vandet. 2. Hvis du hører godt efter vil vandet føre mange lyde videre til dine ører også lyden af din egen vejrtrækning. 3. Prøv at banke forsigtigt i bunden af badekarret eller på kanten af bassinet lyden vil være høj og dundrende. Lyde bevæger sig ca. 5 gange hurtigere gennem vand end gennem luft, og derfor virker lyde meget højere under end over vandet. Er der forskel på, hvordan du hører lydene over og under vandet? Hvad kan det skyldes? 1

14 At måle lyd Formål Lyd er en mærkelig størrelse, men forskerne har fundet en måde at måle den på, så de kan forklare og sammenligne lyde ved hjælp af tal. Forsøg 1: At måle lydens styrke Støj- eller lydstyrkemåler (Hvis skolen ikke har en, kan den evt. lånes på det nærmeste Miljøcenter) Ting, der laver støj med forskellige styrker, det kan for eksempel være værktøj (græsslåmaskine, boremaskine, vinkelsliber eller lign.), mp3-afspiller, mobiletelefon, bil, kirkeklokker m.m. 1. Afprøv støjmåleren, når I hvisker, taler, råber, hiver stole ind og ud under bordet og andre lyde, I normalt laver i klassen. 2. Lav en støjvold, for eksempel af en masonitplade, eller find på andre lyddæmpere og mål forskellen. Prøv at måle forskellen mellem den støj, der er indenfor og den støj, der er på den anden side af en rude, for eksempel uden for klassen. 3. Prøv at gå rundt på skolen og mål forskellige ting med støjmåleren i sløjd, på gaden foran skolen, i skolegården eller andre steder. Forskerne måler lyds styrke ved at måle lydbølgernes energi. Lyde kan være så kraftige, at man kan få høreskader. Lydstyrke måles i db (decibel). Helt stille er 0 db, og smertegrænsen er 120 db. Det menneskelige øre kan lige netop ikke opfange en lyd på 0 db. En almindelig samtale kan lave mere end 50 db i lydenergi. Ved en stærkt trafikeret gade kan støjen ligge på 80 db eller mere. På arbejdspladserne er støjgrænsen 90 db men allerede ved 80 db er der risiko for høreskader. Derfor er høreværn påbudt på mange arbejdspladser. Når lydniveauet stiger med 3 db, er energien i lyden blevet dobbelt så stor og sliddet på vores hørelse er også blevet fordoblet. På et diskotek kan lydniveauet godt nå op på 110 db måske skulle man også bruge høreværn der? Den kraftigste lyd, man har kunnet lave i et laboratorium, blev målt til 210 db. Så kraftig en lyd kan bore huller i faste stoffer, og lyden ville kunne opfattes 160 km borte! Under vandet vil lydene transporteres meget mere effektivt over større afstande, og på den måde kan selv lavere lyde forstyrre dyr, der lever langt væk fra lydkilden. 1

15 Eksempler på ca. støjniveau fra forskellige kilder: Raslende blade 10 db En hvisken 20 db Almindelig samtale 50 db Bil 70 db Støvsuger 81 db Græsslåmaskine 87 db Tung trafik 90 db Elektrisk boremaskine 98 db Trykluftbor 100 db Haglbøsse 108 db mp3 afspiller 115 db Flymotor db Raketmotor Over 200 db Hvem af jer kan råbe højst? Hvad støjer mest? Hvad sker der med lydniveauet, hvis afstanden til støjkilden fordobles? Hvor godt virker støjdæmperne? Hvor meget dæmper en glasrude støjen? Hvordan kan høje lyde forstyrre dyrene? Hvad kan man gøre for at hjælpe dem? 1

16 Forsøg 2: At måle lydens hastighed Et stopur Et langt målebånd En lommeregner 2 store sten En blyant og papir Minimum 3 personer 1. Opmål en afstand på 500 m så nøjagtigt som muligt 2. Den ene person skal stå i den ene ende med en sten i hver hånd, mens de to andre personer står i den anden ende med et stopur. 3. Når personen med stopuret siger Nu!, skal personen med stenene svinge armene op over hovedet og slå stenene hårdt imod hinanden. I samme øjeblik stenene rører hinanden, skal den tredje person sige Nu!, og person nr. to skal starte uret. 4. Når de to personer, der står sammen, kan høre smældet fra stenene skal uret stoppes igen. 5. Rund op eller ned til nærmeste tiendedel sekund og notér tiden. 6. Gentag forsøget flere gange og beregn derefter gennemsnitstiden. 7. I kan nu beregne lydens hastighed ved at dividere afstanden (500 m) med tiden. 8. Prøv at beregne, hvor langt lyden ville nå i vand på den samme tid ved at gange med 12. Lyden når ikke frem til dig i det øjeblik den laves; den er noget tid om at tilbagelægge afstanden til dine ører. Forestil dig, du er på havnen og kan se de banker nye pæle i bolværket. Du kan se, når vægten rammen pælen, men lyden kommer først lidt efter lyden er forsinket i forhold til det, du ser. Det skyldes, at lyset bevæger sig meget hurtigt ca m. i sekundet mens lyden bevæger sig langsommere ca. 330 m. i sekundet. Derfor ser du sammenstødet med det samme, men hører først lyden lidt forsinket. Hvorfor tror du, der går tid imellem du kan se stenene ramme hinanden, til du også kan høre det? Hvad er gennemsnitstiden? Hvad er lydens hastighed i luft? Hvor langt ville lyden nå i vandet? 1