• تعداد بازديد :
  • چهارشنبه 1395/03/26
  • تاريخ :

نواختن موسیقی با بطری

نواختن موسیقی با بطری

مقدمه:

آیا تا به حال توانسته اید با دمیدن بر در یک بطری صدایی دلپذیر تولید کنید؟

فکر می کنید این صدا چگونه با دمیدن هوا تولید می شود؟

بطری در واقع یک ستون هوای با انتهای بسته است. کلارینت مثالی از آلات موسیقی است که مشابه با این بطری کار می کنند. در این فعالیت علمی، شما با استفاده از بطری بررسی خواهید کرد که چگونه طول یک ستون هوای انتها بسته بر صدای تولید شده توسط آن تأثیر می گذارد.

نواختن موسیقی با بطری

پیش زمینه:

برخی از آلات موسیقی با ارتعاش رشته ها تولید صدا می کنند و برخی دیگر توسط ستون های هوا. در این فعالیت علمی شما با نمونه ای ساده از ابزار موسیقی دارای ستون هوا کار خواهید کرد: یک بطری با سر نازک که بخشی از آن پر از آب است، این بطری ها به عنوان ستون های هوای انتها بسته عمل می کنند که اساساً لوله هایی با یک انتهای باز و یک انتهای بسته (یا پوشیده شده) هستند.

آلات موسیقی چگونه تولید صدا می کنند؟ همه صداها توسط ارتعاشاتی که در هوا جابه جا می شوند به وجود می آیند. به طور دقیق، این ارتعاشات سبب ایجاد الگویی از فشار هوا می شود که به صورت موج حرکت می کند و در اثر آن هوا دچار افزایش فشار و سپس کاهش فشار می شود. این نشان می دهد که چگونه صوت یک موج است. نوع صدایی که می شنویم وابسته به فرکانس موج صوتی، یعنی سرعت افزایش فشار هوا و به دنبالش کاهش فشار آن است. صداهای بالاتر فرکانس بیشتری دارند.

نواختن موسیقی با بطری

مواد و وسایل مورد نیاز:

سه بطری سر باریک یکسان (از جنس شیشه یا پلاستیک)
ماژیک دائمی
خط کش
آب

آماده سازی:

هر سه بطری در ابتدا باید تمیز و خالی از آب باشند.

 سعی کنید با دمیدن بر این بطری ها صدا تولید کنید. برای این کار بطری را طوری نگه دارید که عمود بر صورتتان باشد. لب پایین خود را در تماس با لبه ی بطری قرار دهید و لب بالای خود را غنچه کنید و به آرامی روی در بطری بدمید. اگر زاویه و دمش باد مناسب باشد، صدایی از بطری خواهید شنید. صدای تولید شده چگونه است؟ اگر نمی توانید با دمیدن روی در این بطری ها صدا تولید کنید، از بطری های دیگری برای انجام آزمایش استفاده کنید.

نواختن موسیقی با بطری

روش کار:

ارتفاع یکی از بطری ها را اندازه بگیرید. با خط کش و ماژیک دائمی علامتی کوچک درست در وسط بطری (نصف ارتفاع آن) بزنید. سپس تا این نقطه در بطری آب بریزید.

 روی بطری دوم ارتفاع سه چهارم را علامت بزنید و تا این نقطه داخل بطری آب بریزید.

 بطری سوم را خالی بگذارید.

مانند قبل روی در بطری خالی بدمید.

مطمئن شوید که می توانید با دمیدن صدایی مشخص و واضح تولید کنید. حال روی در بطری اول که تا نیمه پر از آب است بدمید. صدای تولید شده توسط این بطری چه تفاوتی با صدای تولید شده از بطری خالی دارد؟ فرکانس این صدا از صدای بطری خالی بالاتر است یا پایین تر؟

 سپس روی در بطری دوم که سه چهارم آن پر از آب است بدمید. ممکن است تولید صدا با این بطری کمی سخت باشد و نیاز به تلاش بیشتر داشته باشد. صدای تولید شده توسط این بطری چه تفاوتی با صدای تولید شده از دو بطری دیگر دارد؟

 به طور کلی، صداهای تولید شده از این سه بطری چگونه هستند؟ به نظر شما چرا نتایج این گونه است؟

آزمایش های تکمیلی:

اگر دسترسی به پیانو، ارگ یا هر ساز موسیقی دیگر دارید می توانید نت های تولید شده توسط بطری ها را با نت های سازهای واقعی مقایسه کنید. همچنین می توانید به تدریج یک بطری را با آب پر کنید و تغییر صدای تولید شده توسط بطری با پر شدن آن را بررسی کنید، سپس این صداها را با صدای سازهای واقعی مقایسه کنید. آیا می توانید رابطه ای میان سه نت تولید شده توسط بطری ها در این آزمایش بیابید؟

نواختن موسیقی با بطری   

این فعالیت را تکرار کنید و این بار از بطری هایی در شکل ها و اندازه های مختلف استفاده کنید. آیا شکل و اندازه ی بطری تأثیری بر صدای تولید شده توسط آن دارد؟ ارتفاع و میزان پر بودن بطری از آب چگونه بر صدای تولید شده موثر است؟

اگر به بطری های شیشه ای با سر باریک دسترسی دارید، سعی کنید به جای دمیدن روی در آنها به آرامی با یک وسیله چوبی (در پایین خطی که آب تا آنجا پر شده است) ضربه بزنید. صدای تولید شده از بطری در این حالت با تغییر ارتفاع آب چگونه عوض می شود؟ آیا می توانید دلیل این مشاهدات را توضیح دهید؟

نواختن موسیقی با بطری

مشاهده و نتیجه گیری:

آیا صدای تولید شده توسط بطری خالی دارای پایین ترین فرکانس است؟ آیا بطری پر شده از آب تا سه چهارم ارتفاع صدایی با بالاترین فرکانس در این بین را تولید می کند؟
در حین نواختن یک ساز موسیقی دارای ستون هوای انتها بسته مانند بطری ها در این فعالیت علمی، صدای تولید شده وابسته به ارتفاع ستون هوا است. به بیان دیگر صدای تولیدی به این بستگی دارد که چه میزان آب در بطری ریخته شده است و چه قدر از بطری خالی است. زیرا نوع صدای تولید شده که به گوش ما می رسد به فرکانس موجی که در هوای بطری ایجاد می شود مرتبط است. هر چه ستون هوا کوتاه تر باشد (یعنی ارتفاع قسمت خالی در بطری کمتر باشد) فرکانس تولید شده بیشتر است و در نتیجه صدایی که می شنویم بالاتر است. به همین دلیل بطری خالی موج صوتی با فرکانس کمتر از سایر بطری ها و بطری تقریباً پر (سه چهارم) موج صوتی با فرکانس بیشتر از همه تولید می کنند.

نواختن موسیقی با بطری

در واقع، چون ارتفاع ستون هوا در بطری نیمه پر نصف ارتفاع ستون هوا در بطری خالی است، فرکانس موج تولید شده توسط بطری نیمه پر دو برابر فرکانس تولید شده توسط بطری خالی است. به طور مشابه، بطری که سه چهارم پر شده است موجی با فرکانس دو برابر موج تولیدی بطری نیمه پر ایجاد می کند. زمانی که یک موج صوتی فرکانسی دو برابر موج صوتی دیگر داشته باشد، یک اوکتاو از آن فاصله می گیرد. (برای مثال نت C میانی در پیانو فرکانس ۲۶۲ هرتز دارد، در حالی که فرکانس C یک اکتاو بالاتر ۵۲۴ هرتز است) این به آن معناست که صدای تولید شده توسط بطری نیمه پر یک اکتاو بالاتر از صدای بطری خالی است و همچنین صدای بطری سه چهارم پر یک اکتاو و بالاتر از صدای بطری نیمه پر است.

نواختن موسیقی با بطری

منبع: Sonorous Science
بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان، تنظیم: نیلوفر یاقوتی
UserName