[Φεβρουάριος 2012]

Διάρκεια εφαρμογής: 4 διδακτικές ώρες

Χ. Γκοτζαρίδης Η. Σιτσανλής

ΗΧΟΣ

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΓΙΑ ΤΗΝ Γ' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

17

ΣΚΟΠΟΣ:

Παρουσίαση του θέματος των ηχητικών κυμάτων, των υποκειμενικών χαρακτηριστικών του ήχου

και συζήτηση γι αυτά.

ΣΤΟΧΟΙ:

ΓΝΩΣΕΙΣ

Στο τέλος του σεναρίου οι μαθητές:

1. Nα μπορούν να συζητούν για θέματα ήχων, ομιλίας και μουσικής.

ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ

1. Να αναπτύξουν δεξιότητες αναζήτησης πληροφοριών και επεξεργασίας τους.

2. Να συνδέουν τις σχολικές γνώσεις με την βιωματική τους εμπειρία.

3. Να αναπτύξουν κριτική σκέψη.

ΣΤΑΣΕΙΣ

1. Ανάπτυξη ενδιαφέροντος για τη Φυσική.

2. Ενίσχυση της ομαδικής εργασίας.

Σύντομη περιγραφή του σεναρίουΤο θέμα του ήχου παρουσιάζεται στους μαθητές στην Γ΄ Γυμνασίου σε περιορισμένο αριθμό ωρών. Γεγονός είναι ότι για τον ήχο το σχολικό βιβλίο, πέρα από την "ύλη της Φυσικής", έχει μία σειρά από ενδιαφέρουσες πληροφορίες και σχόλια. Κρίνεται όμως σκόπιμο να επιχειρηθεί μία παρουσίαση με έντονη την ψηφιακή και την διαθεματική διάσταση της διδασκαλίας, καθώς και αναφορές στα ανθρώπινα όργανα της ακοής και της ομιλίας. Το σενάριο δεν στοχεύει (κύρια) στην παρουσίαση της "Φυσικής διάστασης" του ήχου, άλλωστε αυτό επιχειρείται στο σχολικό βιβλίο, αλλά στην ανάπτυξη συζητήσεων μέσα από ψηφιακές εφαρμογές και γενικότερες αναζητήσεις και παρουσιάσεις πληροφοριών. Οργανώθηκε ώστε να αποτελεί ένα ευχάριστο ανάγνωσμα, σε αντίθεση με την "πυκνότητα" ύλης του σχολικού βιβλίου και να οδηγεί σε συμπεράσματα κυρίως με βάση την βιωματική εμπειρία των μαθητών.

Ψηφιακές πηγές: http://www.clab.edc.uoc.gr/physics/front_1.HTM http://www.seilias.gr/, http://www.dsokids.com/listen/instrumentlist.aspx, http://www.cssd11.k12.co.us/science/4sound/4sound.htm

17

Στα προηγούμενα μαθήματα μάθαμε για τα μηχανικά κύματα. Στα επόμενα θα μάθουμε για μία ειδική κατηγορία μηχανικών κυμάτων τα ηχητικά κύματα ή,

όπως τα λέμε στην καθημερινή ζωή, για τον ήχο.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

"Ένα παλιό αίνιγμα ρωτούσε: "Τι είναι αυτό που έρχεται και φεύγει με ένα αυτοκίνητο, δεν έχει καμιά χρησιμότητα για το αυτοκίνητο και όμως το αυτοκίνητο δεν μπορεί να κινηθεί χωρίς αυτό;"

_____________________________________________

*Σχόλιο

Και όμως ο θόρυβος έχει μεγάλη χρησιμότητα για μας και για όλα τα ζώα. Πολλά γεγονότα που συμβαίνουν στη φύση, όπως η συνάντηση δύο αντικειμένων ή η ταραγμένη κίνηση του αέρος, ακτινοβολούν στην ατμόσφαιρα μια ελάχιστη ποσότητα της ενέργειάς τους με την μορφή κυμάτων πιέσεως. Ένα μικρό μέρος της ενέργειας που διασκορπίζεται εισχωρεί στα αυτιά μας και το ακούμε, πράγμα που μας επιτρέπει να λάβουμε γνώση του γεγονότος. Η ακοή εμφανίσθηκε τελευταία κατά την εξέλιξη των ειδών", αλλά έχει γίνει ο φρουρός των αισθήσεων μας, καθώς βρίσκεται πάντα σε συναγερμό." (Το παραπάνω απόσπασμα είναι από την ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ ΤIME LIFE, τομ." ΗΧΟΣ ΚΑΙ ΑΚΟΗ" εκδ. Λύκειος Απόλλων).

Ας προσπαθήσουμε να φανταστούμε ένα κόσμο της απόλυτης σιωπής στον οποίο η έννοια "ήχος" θα ήταν άγνωστη.

Συζητείστε στην ομάδα σας και περιγράψτε σε έκταση μίας παραγράφου μία εικόνα του "κόσμου της σιωπής".

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17

ΤΟ ΟΡΓΑΝΟ ΠΟΥ ΑΝΤΙΛΑΜΒΑΝΕΤΑΙ ΤΟΝ ΗΧΟ

Αφού ο ήχος έχει σχέση με το αυτί μας, ας μάθουμε πρώτα μερικές πληροφορίες για τη λειτουργία του.

Πώς δουλεύει λοιπόν το αυτί μας;

Το αυτί έχει τρία τμήματα ή τομείς, το έξω αυτί, το μέσο αυτί και το έσω αυτί. Κάθε τμήμα έχει μια συγκεκριμένη λειτουργία που επιτρέπει στα ηχητικά κύματα που έρχονται στο αυτί να μετασχηματισθούν σε ηλεκτρικούς παλμούς που ο εγκέφαλος μπορεί να κατανοήσει.

Αναλυτικά:

1. To έξω αυτί συλλέγει τα ηχητικά κύματα και τα οδηγεί στον ακουστικό πόρο.

2. Ο ακουστικός πόρος μεταφέρει τα ηχητικά κύματα στο τύμπανο (τυμπανική μεμβράνη).

3. Τα ηχητικά κύματα προκαλούν δονήσεις στο τύμπανο (τυμπανική μεμβράνη).

4. Τα οστάρια στο μέσο αυτί (σφύρα, άκμονας και αναβολέας) ανιχνεύουν αυτές τις δονήσεις.

5. Οι δονήσεις περνούν μέσω του οβάλ παραθύρου στον κοχλία, θέτοντας το υγρό του κοχλία σε κίνηση. Αυτό προκαλεί τον μετασχηματισμό των ηχητικών κυμάτων σε ηλεκτρικούς παλμούς από τα ειδικά νευρικά κύτταρα.

6. Το ακουστικό νεύρο μεταδίδει αυτούς τους ηλεκτρικούς παλμούς στον εγκέφαλο, όπου και ακούγονται σαν ήχος.

Στην παραπάνω περιγραφή αναφέρεται ότι τα ηχητικά κύματα προκαλούν δονήσεις στο τύμπανο. Συζητήστε με την ομάδα σας και με βοήθεια ενός κομματιού πλαστικής σακούλας και μίας σελίδας τετραδίου προσπαθήστε να δημιουργήσετε ένα μηχανικό ανάλογο αυτής της περιγραφής.

Με βάση τα όσα διαβάσατε και την παραπάνω δραστηριότητα μπορείτε να συμπεράνετε αν τα ηχητικά κύματα είναι εγκάρσια ή διαμήκη κύματα;

Δώστε μία αιτιολόγηση της άποψής σας.

17

Σε ένα βιβλίο σχετικά με την :ακουστική διαβάζουμε

Ένας υγιής άνθρωπος μπορεί να ακούσει και να αντιληφθεί τους ήχους στο φάσμα των 20Hz έως 20.000Hz, ενώ οι συχνότητες μεταξύ των 3.000Hz έως 8.000Hz,(οι λεγόμενες υψηλές) είναι οι περισσότερο επικίνδυνες για την πρόκληση ακουστικής βλάβης.

Για την ηχητική Ένταση, ως μονάδα μέτρησης χρησιμοποιείται το decibel (dB), η οποία παρουσιάζει μία πολύ σημαντική ιδιαιτερότητα. Για κάθε διπλασιασμό της ηχητικής έντασης παρατηρείται μία αύξηση 3dB του ηχητικού επιπέδου, δηλαδή το διπλάσιο των 85dB δεν είναι τα 170, αλλά τα 88dB.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Συζητήστε στην ομάδα σας τις πληροφορίες που γράφονται στο διπλανό πλαίσιο, και αφού λάβετε υπόψη σας ότι τα ηχητικά κύματα είναι μηχανικά κύματα, προσπαθήστε να δώσετε ένα ορισμό για τον ήχο:

(Τέλος πρώτης ώρας)

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να δημιουργήσουμε ήχους, χωρίς ιδιαίτερη προσπάθεια, θα μπορούσαμε να αναφέρουμε δεκάδες από αυτούς.

17

Πριν προχωρήσουμε θα πρέπει να δώσουμε μερικούς ορισμούς που θα βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα τη Φυσική του ήχου.

Για να πειραματιστούμε όμως χρησιμοποιούμε απλούς ήχους όπως αυτούς που προέρχονται από το διαπασών. Στη μελέτη που θα ακολουθήσει ως πηγή του ήχου θα χρησιμοποιούμε ένα διαπασών.

Υπάρχουν τέσσερις κατηγορίες ήχων με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά για κάθε κατηγορία

1. Οι απλοί ήχοι παράγονται από ορισμένα μόνο εργαστηριακά όργανα, όπως είναι η γεννήτρια ακουστών συχνοτήτων και το διαπασών. Οι ήχοι αυτοί έχουν μια μόνο χαρακτηριστική συχνότητα και είναι ότι απλούστερο (από πλευράς ανάμιξης διαφορετικών συχνοτήτων) μπορεί να υπάρξει σαν είδος ήχου.

2. Οι σύνθετοι ήχοι είναι οι ήχοι των διαφόρων μουσικών οργάνων, της φωνής των ανθρώπων και ζώων κλπ. Οι ήχοι αυτοί θα λέγαμε ότι είναι ένα ηχητικό "κοκτέιλ" απλών ήχων.

3. Οι θόρυβοι αποτελούνται από διάφορους σύνθετους ήχους. Θόρυβος είναι ο ήχος που δέχονται τα αυτιά μας καθώς διασχίζουμε ένα πολυσύχναστο δρόμο ή το θρόισμα των φύλλων από τον άνεμο, το κελάρυσμα του νερού κλπ.

4. Τέλος, υπάρχουν και οι κρότοι που παράγονται από μια ξαφνική και βίαια ταλάντωση των μορίων του μέσου διάδοσης του ήχου. Οι κρότοι χαρακτηρίζονται από μεγάλη ένταση και μικρή διάρκεια. Κρότος είναι ο ήχος που παράγεται από ένα πυροβολισμό ή από το σκάσιμο μιας καλοφουσκωμένης μπάλας.

Υπάρχουν τέσσερις κατηγορίες ήχων με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά για κάθε κατηγορία

1. Οι απλοί ήχοι παράγονται από ορισμένα μόνο εργαστηριακά όργανα, όπως είναι η γεννήτρια ακουστών συχνοτήτων και το διαπασών. Οι ήχοι αυτοί έχουν μια μόνο χαρακτηριστική συχνότητα και είναι ότι απλούστερο (από πλευράς ανάμιξης διαφορετικών συχνοτήτων) μπορεί να υπάρξει σαν είδος ήχου.

2. Οι σύνθετοι ήχοι είναι οι ήχοι των διαφόρων μουσικών οργάνων, της φωνής των ανθρώπων και ζώων κλπ. Οι ήχοι αυτοί θα λέγαμε ότι είναι ένα ηχητικό "κοκτέιλ" απλών ήχων.

3. Οι θόρυβοι αποτελούνται από διάφορους σύνθετους ήχους. Θόρυβος είναι ο ήχος που δέχονται τα αυτιά μας καθώς διασχίζουμε ένα πολυσύχναστο δρόμο ή το θρόισμα των φύλλων από τον άνεμο, το κελάρυσμα του νερού κλπ.

4. Τέλος, υπάρχουν και οι κρότοι που παράγονται από μια ξαφνική και βίαια ταλάντωση των μορίων του μέσου διάδοσης του ήχου. Οι κρότοι χαρακτηρίζονται από μεγάλη ένταση και μικρή διάρκεια. Κρότος είναι ο ήχος που παράγεται από ένα πυροβολισμό ή από το σκάσιμο μιας καλοφουσκωμένης μπάλας.

17

Η ΦΥΣΙΚΗ ΤΟΥ ΗΧΟΥ

Η ταχύτητα του ηχητικού κύματος μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας τις πειραματικές διατάξεις και τους τύπους που μάθαμε στη μελέτη της ευθύγραμμης ομαλής κίνησης.

Στον υπολογιστή σας και στην διεύθυνση www . seilias . gr / myfiles / senaria / so und / soundWave . swf θα βρείτε την εφαρμογή για τη μέτρηση της ταχύτητας του ήχου.

Να επιχειρήσετε με τις κατάλληλες επιλογές και μετρήσεις να απαντήσετε στα εξής επιστημονικά ερωτήματα.

1. Εξαρτάται η ταχύτητα του ήχου από τη θερμοκρασία του ατμοσφαιρικού αέρα;

Συζητήστε με την ομάδα σας και δώστε μία ερμηνεία για την παρατήρησή σας.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Εξαρτάται η ταχύτητα του ήχου από την συχνότητά του;

Συζητήστε με την ομάδα σας και δώστε μία ερμηνεία για την παρατήρησή σας.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Διαδίδεται ο ήχος όταν απουσιάζει ο ατμοσφαιρικός αέρας;

Συζητήστε με την ομάδα σας και δώστε μία ερμηνεία για την παρατήρησή σας.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17

Οι ήχοι κινούνται με διαφορετική ταχύτητα μέσα στα διάφορα υλικά μέσα.

Οι ήχοι κινούνται γρήγορα στα στερεά, αργά στα αέρια και με ενδιάμεσες ταχύτητες στα υγρά. Δείχνουν δηλαδή διάθεση να κινηθούν γρηγορότερα στα πυκνότερα υλικά. Π.χ. στο ατσάλι ο ήχος διαδίδεται με ταχύτητα 6100 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, στο νερό με ταχύτητα 1480 περίπου μέτρα ανά δευτερόλεπτο, ενώ στον αέρα με 340 περίπου μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Ακόμη θα πρέπει να σημειώσουμε ότι ο ήχος ταξιδεύει πιο γρήγορα στα θερμά παρά στα ψυχρά σώματα. Έτσι σε θερμοκρασία 0 οC ο ήχος διανύει απόσταση 330-332 μέτρα σε ένα δευτερόλεπτο, ενώ στον ίδιο χρόνο στους 100 οC έχει καλύψει απόσταση 386-388 μέτρα.

______________________________________________________________________________________________________________________________

Με βάση την προσωπική σας εμπειρία αλλά και την επιστημονική σας γνώση, μπορείτε να υποθέσετε αν η ταχύτητα του ήχου παραμένει σταθερή σε όλες τις διευθύνσεις γύρω από την πηγή;

Συζητήστε με την ομάδα σας και δώστε μία ερμηνεία για την άποψή σας.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ΕΡΩΤΗΣΗ

Μια μεγάλη έκρηξη βόμβας γίνεται στο διάστημα. Ένας αστροναύτης που βρίσκεται σε σχετικά κοντινή απόσταση θα δει την λάμψη και θα ακούσει τον ήχο;

( Τέλος δεύτερης ώρας)

17

Τι είναι όμως εκείνο που διαφοροποιεί τους ήχους μεταξύ τους; Κάθε ήχος έχει μια ιδιαιτερότητα, η

οποία οφείλεται σε ένα σύνολο από ηχητικά μεγέθη. Άλλα από τα μεγέθη αυτά είναι ανεξάρτητα από την

προσωπική αντίληψη του ακροατή και λέγονται αντικειμενικά, ενώ κάποια άλλα, που εξαρτώνται

και από τον ακροατή, λέγονται υποκειμενικά. γνωρίσματα ή χαρακτηριστικά του ήχου.

Τι είναι όμως εκείνο που διαφοροποιεί τους ήχους μεταξύ τους; Κάθε ήχος έχει μια ιδιαιτερότητα, η

οποία οφείλεται σε ένα σύνολο από ηχητικά μεγέθη. Άλλα από τα μεγέθη αυτά είναι ανεξάρτητα από την

προσωπική αντίληψη του ακροατή και λέγονται αντικειμενικά, ενώ κάποια άλλα, που εξαρτώνται

και από τον ακροατή, λέγονται υποκειμενικά. γνωρίσματα ή χαρακτηριστικά του ήχου.

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ

Αναμφισβήτητα ζούμε σε ένα "ωκεανό ήχων" που παρουσιάζουν μεγάλες διαφορές μεταξύ τους. Ήχοι δυνατοί, ήχοι ανεπαίσθητοι, ήχοι βαρείς, ήχοι λεπτοί, θόρυβοι, κρότοι. αρμονίες, ήχοι για όλες τις προτιμήσεις.

Φανταστείτε τους ήχους που παράγονται από υλικά όπως αυτά της διπλανής φωτογραφίας προσπαθήστε να τους περιγράψετε με λόγια. Χρησιμοποιείστε χαρακτηριστικούς επιθετικούς προσδιορισμούς για μερικούς ήχους και γράψτε τους, όπως

Το καμπανάκι................................................................................

ενώ το τύμπανο.............................................................................

Συζητείστε στη ομάδα σας την αιτία που πιστεύετε ότι κάνει τους ήχους να ακούγονται διαφορετικοί.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Μπορείτε να περιγράψετε τους ήχους που παράγονται από τα όργανα της εικόνας;

17

Ακούστε αυτούς τους ήχους. Ακούγονται διαφορετικοί. Σε ποιο φυσικό μέγεθος θα εντοπίζατε τη διαφορά τους;

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound /100 Hz . mp 3

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound /1000 Hz . mp 3

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound /10000 Hz . mp 3

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ομοίως αυτοί οι δύο ήχοι ακούγονται διαφορετικά. Ποια πιστεύετε ότι είναι η διαφορά τους; Σε ποιο φυσικό μέγεθος αναφέρεται;

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound /500 Hz -05 A . mp 3

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound /500 Hz - A . mp 3

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound /500 Hz -2 A . mp 3

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Τα δύο χαρακτηριστικά των ήχων που μόλις αναγνωρίσατε, να τα αντιστοιχίσετε με δύο από τα υποκειμενικά χαρακτηριστικά των ήχων. Καταγράψτε σύντομα τα συμπεράσματά σας. _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17

Θα ακούσετε τώρα το ίδιο κομμάτι από διαφορετικά μουσικά όργανα. Μπορείτε να διακρίνετε ποια είναι αυτά τα όργανα;

http://www.seilias.gr/myfiles/senaria/sound/basstwinkle.mp3

_____________________________________________

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound / timptwinkle . mp 3

____________________________________________

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound / clarinettwinkle . mp 3

_____________________________________________

http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound /tpttwinkle.mp3

______________________________________________

ΕΝΑ ΚΕΙΜΕΝΟ ΓΙΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Στην ηλεκτρονική διεύθυνση: http://www.avsite.gr/vb/showthread.php?43276-%D5%F0%EF%EA%E5%E9%EC%E5%ED%E9%EA%DC-%F7%E1%F1%E1%EA%F4%E7%F1%E9%F3%F4%E9%EA%DC-%DE%F7%EF%F5-%EA%E1%E9-%E1%ED%F4%DF%EB%E7%F8%E7-%E1%F5%F4%FE%ED... διαβάζουμε:

Δεν είναι λίγες οι φορές που για το ίδιο σύστημα, πολλοί ακροατές δίνουν εντελώς διαφορετική αξιολόγηση, ερμηνεία του ήχου που άκουσαν. Σε άλλον ακούστηκε τέλειο σε άλλον ξύριζε, σε άλλον το μπάσο ακούστηκε στακάτο ενώ σε άλλον ακούστηκε υπερβολικό. Ακόμη κι αν σε βασικά θέματα συμφωνούμε, σε επί μέρους σχεδόν πάντα εκφράζονται αρκετές διαφορετικές απόψεις.

Έχετε αναλογιστεί ποτέ τους λόγους για τους οποίους τα δικά μας αυτιά εν πολλοίς, δεν συμφωνούν πάντα με αυτά των γύρω μας? Νομίζω ότι μια προσπάθεια κατανόησης των

17

υποκειμενικών χαρακτηριστικών του ήχου, θα μας φανεί εξαιρετικά χρήσιμη. Αν μη τι άλλο θα βγάλει μερικά συμπεράσματα, αφ’ ενός για το πώς αντιλαμβάνεται ο καθένας μας μερικά χαρακτηριστικά του ήχου, αφ’ ετέρου θα ορίσει τον βαθμό σπουδαιότητας μιας άποψης που εκφράζεται για ένα σύστημα από οποιονδήποτε ακροατή.

Δεν μπαίνουμε για τα καλά, αλλά αγγίζουμε τα χωράφια της ψυχοακουστικής, μιας και αυτή αποτελεί τον κλάδο της ακουστικής που μελετά τον υποκειμενικό τρόπο με τον οποίο το ανθρώπινο σύστημα ακοής αντιλαμβάνεται τους διάφορους ήχους, συμπεριλαμβανόμενης και της μουσικής (συνειδητοποίηση της ηχητικής πληροφορίας σε γνωστικό επίπεδο).

Τα υποκειμενικά χαρακτηριστικά του ήχου, είναι τρία:

- Η Ακουστότητα.Η ακουστότητα είναι το σημαντικότερο χαρακτηριστικό και αφορά στο μέγεθος της αντίληψης που παράγει ο ήχος σε κάθε ακροατή. Το αυτί όπως είναι γνωστό αντιδρά διαφορετικά στις διάφορες συχνότητες. Οι γνωστές καμπύλες ακουστότητας δείχνουν πως πρέπει να μεταβληθεί η ένταση ενός ήχου ανά συχνότητα, έτσι ώστε το ανθρώπινο αυτί να νομίζει ότι ακούει στην ίδια ένταση. Η ανθρώπινη ακοή παρουσιάζει την μεγαλύτερη ευαισθησία στην περιοχή 1kHz-5kHz. Η στάθμη ακουστότητας μετριέται σε phon που δεν είναι τίποτε άλλο από τα dB που μετρούνται σε συχνότητα 1000Hz. Συνεπώς η ακουστότητα έχει σχέση με την ένταση του ήχου. Προφανώς κάθε άνθρωπος δεν ακούει στις ίδιες εντάσεις κάθε συχνότητα ή ομάδα συχνοτήτων. Ένα ακουόγραμμα θα αποδείξει του λόγου το αληθές. Ένα πλήρες ακουόγραμμα μετρά συχνότητες από 250Hz έως 7000Hz σε εντάσεις από 20dB έως 70dB. Κοιλιές και εμβοές είναι συνηθισμένα φαινόμενα και η απώλεια ακοής μεταξύ 20-50dB θεωρείται ήπια βαρηκοΐα, ενώ οι απώλειες μπορεί να είναι σε υψηλές ή χαμηλές συχνότητες. Αν έχετε έναν ισοσταθμιστή στο σπίτι, δοκιμάστε να ακούσετε τι σημαίνει αυξομείωση εντάσεων 10-15dB σε φάσμα διαθέσιμων από το μηχάνημα συχνοτήτων. Θα γελάτε 10 μέρες...

- Το ύψος.Το ύψος ή η οξύτητα είναι ένα χαρακτηριστικό του ήχου, αποτέλεσμα (επίσης) της θεμελιώδους συχνότητας. Το ύψος ήχου διακρίνεται σε "βαρύ" και "οξύ" και είναι αποτέλεσμα των κινήσεων του σώματος που παράγει τον ήχο και του ίδιου του σώματος. Μεγάλος αριθμός ταλαντώσεων παράγει υψηλές συχνότητες ενώ μικρότερος παράγει χαμηλές. Οξείς ήχοι είναι ήχοι υψηλών συχνοτήτων ενώ βαρείς ήχοι είναι αυτοί χαμηλών συχνοτήτων. Το πώς αντιλαμβανόμαστε συνεπώς ένα έγχορδο και η κατάταξη του ήχου αυτού σε οξύ ή βαρύ, εξαρτάται από το μήκος, την διάμετρο και τον αριθμό των ταλαντώσεων που κάνει. Πόσοι από εμάς όμως μπορούν να ξεχωρίσουν τα έγχορδα μιας ορχήστρας (βιολί, βιόλα, βιολοντσέλο, κοντραμπάσο) αν δε τα βλέπουν? Πως θα χαρακτήριζε ο καθένας από εμάς το ύψος του ήχου των τεσσάρων εγχόρδων της ορχήστρας? Πως την τρομπέτα και πως την τούμπα?...

- Η χροιά.Οι χροιά ή αλλιώς το ποιόν του ήχου, είναι άλλο ένα υποκειμενικό χαρακτηριστικό του

17

ήχου. Είναι αυτό που κάνει τους ήχους να διαφέρουν, ακόμη κι αν τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά τους είναι ίδια. Όταν μιλάμε για χροιές, αναφερόμαστε σε σύνθετους ήχους. Το πλήθος και το πλάτος των αρμονικών συχνοτήτων, δίνουν την υποκειμενική αντίληψη της χροιάς. Όπως και η φωνή κάθε ανθρώπου έτσι και τα μουσικά όργανα έχουν διαφορετικές χροιές το ένα από το άλλο, παρά το γεγονός ότι μιλάμε για τα ίδια όργανα. Το υλικό κατασκευής, το ακριβές σχήμα, το υλικό της χορδής, ο τρόπος παιξίματος είναι μερικοί από τους παράγοντες που καθορίζουν την χροιά ενός έγχορδου οργάνου...

Όπως αντιλαμβάνεστε μιλάμε για ΜΕΓΑΛΟ μπλέξιμο.Για να το μπερδέψω όσο δεν πάει άλλο, θα βάλω στο παιχνίδι και την ψυχοακουστική διερεύνηση. Εδώ δεν συζητάμε πλέον απλά για την ακοή ενός ατόμου (όπως αυτή μετράται με ένα ακουόγραμμα), αλλά για την ικανότητά του να κατανοεί, συνειδητοποιεί, αποκωδικοποιεί και τελικά επικοινωνεί με βάση αυτό που άκουσε. Πέραν αυτών, εδώ εισάγονται και στοιχεία όπως πχ η κατεύθυνση του ήχου που ακούμε ή η εύρεση της ηχητικής πηγής στον χώρο γενικά.

Τώρα δοκιμάστε τη φωνή σας, και τη φωνή των υπολοίπων μελών της ομάδας σας. Βλέποντας την κυματομορφή που εμφανίζεται για το κάθε μέλος της ομάδας προσπαθήστε να αναγνωρίσετε τα στοιχεία που αναφέρονται στο κείμενο για τη χροιά του ήχου.

Για να το πετύχετε κατεβάστε και εγκαταστήστε από την διεύθυνση http://audacity.sourceforge.net/ ένα δωρεάν και πολύ καλό πρόγραμμα επεξεργασίας ήχου, το audacity. Μπορείτε να ηχογραφήσετε την φωνή σας πατώντας το πλήκτρο «Record». Διαβάστε την παρακάτω πρόταση «Μαθαίνουμε για την χροιά του ήχου» και δείτε την απεικόνιση της κυματομορφής του ήχου της φωνής σας στο πρόγραμμα. Στη συνέχεια, να επαναλάβετε την ίδια διαδικασία για δύο διαφορετικά άτομα της ομάδας σας και

αποτυπώσετε τις δύο κυματομορφές. Παρατηρήστε τις δύο κυματομορφές που εμφανίστηκαν και με βάση τις παρατηρήσεις σας δώστε μια ερμηνεία γιατί οι δύο φωνές ακούγονται διαφορετικές.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17

Η ΟΜΙΛΙΑ

Η ανθρώπινη φωνή παράγεται από τις δονήσεις των φωνητικών χορδών

που προκαλούνται από τη δίοδο του αέρα κατά την εκπνοή. Ο αέρας κατά τις αναπνευστικές κινήσεις (εισπνοή, εκπνοή) περνά από την κοιλότητα του λάρυγγα. Ο λάρυγγας έχει σχήμα κλεψύδρας και η εσωτερική του επιφάνεια καλύπτεταιαπό βλεννογόνο. Παρουσιάζει δύο στόμια, το φαρυγγικό (άνω στόμιο) και το τραχειακό (κάτω στόμιο). Στο μέσο της κοιλότητας του λάρυγγα υπάρχουν εκατέρωθεν δύο ζευγάρια πτυχών που σχηματίζουν προς τα πάνω τις νόθεςφωνητικές χορδές και προς τα κάτω τις γνήσιες φωνητικές χορδές. Κατά τη δίοδο του αέρα από τους πνεύμονες προς τα έξω, οι γνήσιες φωνητικές χορδές δονούνται και παράγουν τη φωνή. Οι μύες που υπάρχουν στο λάρυγγα ελέγχουν την τάση των

φωνητικών χορδών και το άνοιγμα της μεταξύ τους σχισμής (φωνητική σχισμή ή γλωττίδα) και έτσι προκαλείται η διαφορετική ένταση και η διαφορετική συχνότητα της φωνής.Στη συνέχεια, η φωνή τροποποιείται και αποκτά ιδιαίτερα χαρακτηριστικά για κάθε άτομο στα φωνητικά αντηχεία. Σαν φωνητικά αντηχεία χρησιμεύουν η άνω περιοχή του λάρυγγα, ο φάρυγγας, η ρινική κοιλότητα και η στοματική κοιλότητα. Τέλος, στη στοματική κοιλότητα με τις κινήσεις της γλώσσας, της μαλακής υπερώας και των χειλιών σε σχέση με τα δόντια δημιουργείται ο έναρθρος λόγος. Η διαδικασία του έναρθρου λόγου ελέγχεται από τα κέντρα του λόγου που βρίσκονται στο φλοιό του εγκεφάλου και συντονίζουν ης κινήσεις των σχετικών οργάνων.

( Τέλος τρίτης ώρας)

Εργασία για το σπίτι :Κατεβάστε τα αρχεία

Κατεβάστε τα αρχεία http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound /tpttwinkle.mp3 http :// www . seilias . gr / myfiles / senaria / sound / timptwinkle . mp 3 (Αν συναντάτε προβλήματα κατεβάστε όλα τα αρχεία από http://www.seilias.gr/myfiles/senaria/sound/soundFiles.zip)Να σύρετε τα αρχεία μέσα στο πρόγραμμα επεξεργασίας ήχου (audacity) και να εκτυπώσετε τις δύο διαφορετικές κυματομορφές . Σημειώστε διαφορές ανάμεσα στις δύο κυματομορφές που να υποστηρίζουν την παρατήρηση «κάθε όργανο ακούγεται διαφορετικά».

17

Η ΔΙΑΘΕΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Επιλέξτε κάποιο από τα παρακάτω θέματα για να ετοιμάσετε μία σύντομη εργασία με επιπλέον πληροφορίες για το θέμα, τις οποίες θα παρουσιάσετε με ένα σύντομο ppt στην ολομέλεια της τάξης σας.

Γνωρίζετε ότι.....

Οι νυχτερίδες και ορισμένα ψάρια που ζουν σε σκοτεινό περιβάλλον αναγνωρίζουν αντικείμενα στέλνοντας δικούς τους ήχους και ακούγοντας την ηχώ. Έτσι λειτουργώντας όπως ένα ραντάρ μαθαίνουν την διεύθυνση, το μέγεθος και πιθανώς και την σύσταση(!) των αντικειμένων που τα περιβάλουν.

Στην ίδια αρχή λειτουργίας στηρίζεται το όργανο που λέγεται βυθόμετρο. Συγκεντρώστε πληροφορίες.

ΤΟ ΣΥΝΘΕΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΗΧΟΡΥΠΑΝΣΗΣ ΔΕΝ ΕΠΙΔΕΧΕΤΑΙ ΕΥΚΟΛΕΣ ΛΥΣΕΙΣ

"..........Το 20% του πληθυσμού της Ευρωπαϊκής Ενωσης εκτίθεται καθημερινά σε στάθμες θορύβου μη αποδεκτές (πάνω από τα επιτρεπόμενα όρια) με άμεσο κίνδυνο δυσάρεστων επιπτώσεων στην υγεία του. Επιπλέον 170 εκατομμύρια άνθρωποι κατοικούν σε περιοχές με επίπεδα θορύβου που προκαλούν έντονη όχληση σε όλη τη διάρκεια της ημέρας. Βεβαίως, εκτός των ανθρώπων ταλαιπωρούνται τα πουλιά από τον θόρυβο των αεροπλάνων, οι φάλαινες από τον θόρυβο των μηχανών των πλοίων όσο και των ηχοβολιστικών συσκευών (sonars)."

17

ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ

Η ηχητική των αρχαίων θεάτρων που θαυμάζουμε σήμερα. Εκτός από τις αρχαίες πηγές, «σύγχρονες ακουστικές έρευνες αποδεικνύουν ότι στα αρχαία θέατρα έχουν εφαρμοστεί βασικές αρχές σχεδιασμού που εξασφαλίζουν ηχοπροστασία, ακουστική ζωντάνια, διαύγεια και καταληπτότητα του θεατρικού λόγου. Μια από τις βασικότερες αρχές είναι η ενίσχυση της φωνής με έγκαιρες, θετικές ηχοανακλάσεις επάνω σε στοιχεία του θεάτρου (δάπεδο ορχήστρας, πρόσοψη κτιρίου

σκηνής, λογείο), για την εξασφάλιση ενός φυσικού, αυτοδύναμου (παθητικού) μεγαφώνου, που αναπληρώνει τις ενεργειακές απώλειες, κυρίως στα υψηλότερα καθίσματα του κοίλου».

Το φαινόμενο της ανάκλασης και εστίασης του ήχου σε ορισμένο σημείο πιθανότατα χρησιμοποιήθηκε στις φυλακές των Συρακουσών, στο "αυτί του Διονυσίου" όπως ονομάσθηκαν. Η διαμόρφωση της αίθουσας είχε τέτοια ακουστική, ώστε ακόμη και οι ψίθυροι των φυλακισμένων να ακούγονται και να διοχετεύονται σε κρυμμένο σωλήνα ο οποίος κατέληγε στα αυτιά του τυράννου. Ένα ανάλογο φαινόμενο παρατηρήθηκε και στον καθεδρικό ναό του Ακράγαντος στην Σικελία. Εκεί η διαμόρφωση του ναού ήταν τέτοια, ώστε οι ψίθυροι του εξομολογούμενου μεταδίδονταν 76 μέτρα μακριά και ακούγονταν σε διαφορετικό σημείο του ναού.

"ΣΠΑΕΙ" ΤΟ ΦΡΑΓΜΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ

Στην αεροδυναμική, το 'φράγμα του ήχου' συνήθως αναφέρεται το σημείο εκείνο στο οποίο ένα αεροσκάφος κινείται από διηχητική σε υπερηχητική ταχύτητα. Όταν ένα αεροσκάφος λοιπόν ταξιδεύει με ταχύτητα πιο γρήγορα από την ταχύτητα του ήχου τα κύματα του ήχου που εκπέμπει το αεροπλάνο δεν μπορούν να ξεπεράσουν το αεροπλάνο (αφού αυτό ταξιδεύει όπως είπαμε ταχύτερα από τον ήχο),και έτσι τα κύματα συσσωρεύονται ...σε έναν κώνο πίσω από αυτό. Όταν πραγματοποιείται λοιπόν το σπάσιμο του φράγματος του ήχου εμφανίζεται ένα ασυνήθιστο σύννεφο (φωτο) η προέλευση του οποίου όμως είναι ακόμη υπό συζήτηση. Η Βασικότερη θεωρία είναι πως

πραγματοποιείται πτώση της πίεσης του αέρα , που συμπυκνώνεται και σχηματίζει σταγονίδια νερού. Ένας ακροατής ακούει ένα 'μπάμ' μόλις ένα αεροσκάφος σπάσει την ταχύτητα του ήχου επειδή ακούει τον ήχο του αεροσκάφους που έχει συσσωρευτεί πίσω του ξαφνικά. Δείτε μία σχετική ταινία στην διεύθυνση : http://www.youtube.com/watch?feature=fvwp&NR=1&v=Ta14puDV0VI

17

ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

Περιγράψτε σε μία παράγραφο την αντιστοιχία των αντικειμενικών με τα υποκειμενικά χαρακτηριστικά του ήχου.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Το παιδικό "τηλέφωνο"

Παρατηρείστε το "παιδικό τηλέφωνο" και περιγράψτε τη διαδικασία μεταφοράς του ήχου δια μέσου των υλικών από το ένα κουτί ως το αυτί του ακροατή.

"Χτυπώντας παλαμάκια μπορούμε να δώσουμε εντολή μέσω του ήχου σε κάποιο ηλεκτρικό κύκλωμα να ενεργοποιηθεί. δηλαδή δημιουργήθηκε ήχος σε κάποιο σημείο και προκλήθηκε ένα αποτέλεσμα σε διαφορετικό σημείο το οποίο που απαιτούσε οπωσδήποτε ενέργεια για να πραγματοποιηθεί."

Σχολιάστε την παραπάνω πρόταση με όρους ενέργειας και μεταφοράς ενέργειας.

Με βάση όσα έχουν αναφερθεί για την ομιλία, μπορείτε να δώσετε μία ερμηνεία γιατί η χροιά της φωνής μας γίνεται διαφορετική όταν ήμαστε "γριπωμένοι";