Caracteristics of Sound Inquiry-based and ‘investigative’ methods when teaching physics

1. Caracteristics of SoundInquiry-based and ‘investigative’ methods when teaching physics Äänen ominaisuudet Class 7D in Helsingin normaalilyseo Physics Teacher Hilkka Koljonen-Toppila 18.01.2010

2. Snap-shot: SingStartp://www.youtube.com/watch?v=8YWE87jmoFM&feature=related

3. Media Player- visualisointiIrinan iskelmä Pokka“Mistä sait sen käsityksen, että noin voit tehdä toisille..” Snap-shot-kuva

4. Lähtökohtaoppilaat / opettaja miettivät ??? ??? Miten SingStar voi tietää laulaako laulaja oikein ? - mitä viivan pituus ja korkeus tarkoittavat? Miten Media Player-visualisointi liittyy itse lauluun ja soittoon? - mitä piikin paikka ja korkeus merkitsevät? ?

5. SingStar Viivan pituus? Viivan korkeus? Media Player Piikin paikka? Äänen korkeus, oikealla korkeammat äänet ja vasemmalla matalammat Piikin korkeus? Ääni on sitä kovempaa mitä korkeampi piikki on Oppilaat tekevät hypoteesit

6. Tutkimus 1 • Selvitä ääniraudan taajuus tietokone-mittauksen avulla • Vastaus: • Huom. Äänirautaa saa lyödä vain kumipäisellä nuijalla • Miten kovemmalta kuullostava ääni näkyy kuvaajassa? • Vastaus:

7. Mittauslaitteisto ja -ohjelma 1.Connect the microphone to the channel 1 (CH1) 2. Start the data-collection software (Logger Pro) on the computer. 3. Open an experiment file in the Logger Pro. You are ready to collect data. Picture: Timo Kärkkäinen

8. Ääniraudan taajuuden määrittäminen kuvaajasta Picture: Timo Kärkkäinen

9. Tutkimustulokset 1sekä taajuusjakauma • Ääniraudan taajuus on XXXXXXX • Miten kuvaajassa kovempi ääni eroaa hiljaisemmasta äänestä? • Vastaus: • FFT-funktion avulla taajuusjakauma • Verrataan taajuuksia XXXXXXX

10. Tutkimus 2 • Tutki miltä yksiviivainen a kuullostaa ja miltä sen taajuuskuvaaja näyttää, kun a1= 440 Hz tuotetaan • ääniraudalla + kaikukopalla • viheltämällä • laulamalla • nokkahuilulla ja/tai kitaralla • Mitä samaa ja mitä eroa taajuus-kuvaajissa on ääniraudan kuvaajaan verrattuna?

11. Tutkimustulokset 2 • Ääniraudassa on vain yksi taajuusrypäs, jossa korkeimpien pylväiden keskiarvo on noin 440 Hz • Yhden nuotin laulaminen/soittaminen soittimella saa aikaan useampia taajuusryppäitä • Taajuusryppään leveys on pienin ääniraudalla • Matalammat taajuudet ovat kuvaajassa vasemmalla puolella ja korkeammat taajuudet oikealla

12. Tutkimustulokset 2 jatkuu • Saman äänen muiden taajuusryppäiden taajuuspiikit ovat matalampia ja ne ovat korkeamman taajuuspiikin taajuuden monikertoja • Taajuuden monikerrat (ns. ylä-äänekset) ovat 2 x 440Hz, 3 x 440 Hz, jne. • Ylä-ääneksien vaikutuksesta ihmisten ja soittimien äänellä on ns. väri • Äänen väri aiheutuu äänilähteen rakenteesta

13. Musiikki ja kuuloaisti (demonstraationa) Media Player -> hiiren oikea näppäin -> Enhancements -> Graphic equalizer-toiminto -> musiikin kuuntelua, kun vaimennetaan matalia tai korkeita ääniä ( väliltä 31 Hz -> 16 kHz)

14. Media Player-visualisointi ja graphic equalizer

15. Äänen ominaisuudet • Korkeus <-> Taajuus • Voimakkuus <-> Amplitudi • Väri <-> korkeammat taajuudet • Ääniraudan Sini -> Väritön • Jokaiselle instrumentilla on oma väri • Jokaisella ihmisäänellä on oma väri • Sanat -> Piikin leviäminen

16. Sing Star-kysymysten vastaukset sävelen kesto • Viivan pituus <-> • Aika etenee vaakasuorassa suunnassa vasemmalta oikealle • Viivan korkeus <-> • Koneella tiedossa laulettava perustaajuus, johon laulajan perustaajuutta verrataan. • Jos taajuuksien ero riittävän pieni, niin ruutuun tulee sana Good sävelen korkeus eli taajuus

17. Media Player-visualisoinnin vastaukset • Piikin paikka <-> • vasemmalla matalammat äänet eli pienemmät taajuudet • oikealla korkeammat äänet eli suuremmat taajuudet • Piikin korkeus <-> • mitä korkeampi piikki, sitä kovempi ääni äänen korkeus äänen voimakkuus

18. Kyselylomakkeisiin vastaaminen