趣味STEAM教育:在声音中舞动的糖霜

您准备好与孩子一起度过夏天吗?借助免费的动手科学和工程活动,帮助学生讲述自己的故事,让这个夏天变得更具创意和乐趣。

以下STEAM活动鼓励孩子们以创新的方式创作和讲述自己的故事。通过这些简单而创造性的STEAM活动,孩子们可以有趣地制作涉及科学原理的东西,然后他们可以讲述自己的故事和进行富有想象力的游戏。

在声音中舞动的糖霜

一、介绍

一些超级英雄可以用声波爆炸、高音调噪音和各种形式的声波来控制声音。想想在《X战警》中的海妖(Banshee)和Siryn,黑金丝雀(Black Canary )和其他人!在这次活动中,孩子可以探索声波是怎么振动的。

声音是由振动产生的,但你知道声音也可以使物体振动吗?如果你在音乐厅里或者在播放着立体声的车内,你也许会注意到。有时候声音太响了,你能够感觉到震动!但是,太响的声音会伤害你的耳朵,在这次活动中,你将用更安全的方式来探索声音。

活动时间:20到30分钟

核心理念:声音,振动

二、用料

材料:

  • 杯子或碗
  • 橡皮筋
  • 塑料包装膜
  • 有颜色的糖霜(也可以用盐,但是糖霜更直观)
  • 大的盘子或者托盘

三、准备工作

1.将塑料包装膜覆盖在碗的上方

2.用橡皮筋牢牢固定住塑料包装膜

3.调整塑料包装膜,确保它被紧紧固定了,表面没有任何起皱

4.将碗放在盘子或托盘上,使多余的糖霜就掉落在上面。

四、步骤

1.将嘴唇凑近碗的边缘,但不要触摸它

2.尝试着大声哼唱,近距离观察塑料包装膜

提问:发生了什么?看见什么了吗?

3.在碗上方加入糖霜

4.再次哼唱,仔细观察糖霜

5.如果什么也没有发生,试着大点声哼唱

6.如果还是没动静,试着一会儿大点声,一会儿小点声哼唱

7.如果糖霜掉了下来,加入更多糖霜

提问:如果你停止哼唱,会发生什么?

五、发生了什么?

糖霜跳舞了吗?当你以适当的音量和音调哼歌时,你的声音所产生的声波应该会使塑料薄膜震动。塑料薄膜的振动本身是很难看到的。当你加糖霜时,膜的振动会使它们上下反弹,所以振动更容易被看到。在探索更多一栏内获得更详细的物理知识。

六、探索更多

1、深层发掘

你听过一个古老的谜语吗?“如果森林里一棵树倒了,没有人会听到,它会形成噪音吗?如果你知道声波是怎么一回事,那么答案就很简单了。声音是由振动的动物体撞击邻近空气分子而产生的。这些空气分子与附近的空气分子碰撞,并通过空气将振动传递到我们的耳朵。有时这些振动很容易看到(比如:当你弹一个橡皮筋时),但大多数时候振动太小或太快,我们不会轻易察觉,比如当你敲门时,你不会注意到其实门也在振动。这颗倒下的树也会产生振动,尽管周围没有人听见。

如果振动引起声音,声音也能引起振动吗?事实证明它是双向的,这也是我们能听见声音的原因。你也许听说过你的鼓膜,它是耳朵里的一层小膜。大人们会告诫我们不要将微小尖锐的东西放入耳朵中,因为会损坏你的耳朵!当一个振动的空气分子撞击耳膜时,它们会使耳朵内的鼓膜振动,这些振动被转换成电信号,传送到你的大脑。

在这个活动中,你制造了一种类似于鼓膜的膜。取决于容器的材料、大小、形状,你需要不断调整你哼唱的音调来让糖霜跳起舞来。如果你的音调过高或过低,糖霜可能根本就不会移动。如果你的音调正好,糖霜可能会疯狂地弹来弹去,甚至从碗上掉下来。物体对不同音调的反应被称为频率响应,频率的单位是赫兹(Hz)。人类的听觉通常在20赫兹到20000赫兹之间,20,000赫兹,在这个范围内的频率会使你的鼓膜震动。有些动物,比如狗,可以听到更高频率的声音,达到45000赫兹。相比于人类,它们的耳朵鼓膜对高频率的振动更加敏感,这就是为什么狗狗能听到“狗哨”,而我们不能的原因。

2、进一步探索

  • 用不同大小的颗粒状材料进行这个活动,比如用球形的,或者椭圆形的糖霜?如果用盐和米粒呢?
  • 试着用不同大小、形状、材质的容器
  • 将碗放在扬声器前,并播放音乐
  • 试着用手机在APP或网站上搜索“音频发生器”,在离碗很近的地方播放一段音频。这些音频会伤害你的耳朵,可以一开始将声音搁得很小,之后逐渐放大。

来源:sciencebuddies网站,翻译:南瓜

(声明:除STEAM在线原创文章外,STEAM在线分享和转载的文章皆为促进STEAM教育在中国的传播,仅做学习交流,非商业用途,都会注明来源,如文章、照片的原作者有异议,请联系后台快速处理或删除,谢谢支持。)