Introduzione:
Gli animali usano canzoni e suoni per comunicare. Alcuni di questi suoni sono prodotti all’interno di intervalli uditivi umani, che per la maggior parte di noi è tra 20 e 20.000 vibrazioni al secondo. (20 HZ-20 kHz) Suono che è inferiore a 20 vibrazioni è chiamato infrasuoni. Questi sono suoni che non possiamo sentire, ma possono essere visti su uno spettrogramma. Temporali e terremoti producono suoni che si trovano negli intervalli di infrasuoni. Gli elefanti comunicano con gli infrasuoni. Ciò consente loro di comunicare tra loro su distanze molto lunghe. Alcuni animali producono suoni che hanno più di 20.000 vibrazioni al secondo. Questi sono chiamati ultrasuoni. I pipistrelli usano gli ultrasuoni per comunicare e trovare insetti da mangiare. Un pipistrello produrrà uno squittio acuto e gli echi dell’onda ultrasonica rimbalzeranno dall’insetto indicando la sua posizione a un pipistrello affamato. L’orecchio umano può riconoscere le singole onde sinusoidali perché i suoni con una tale forma d’onda suonano “puliti” o “chiari” per gli esseri umani; alcuni suoni che approssimano un’onda sinusoidale pura fischiano, un bicchiere di cristallo impostato per vibrare eseguendo un dito bagnato attorno al suo bordo e il suono fatto da un diapason. Per l’orecchio umano, un suono composto da più di un’onda sinusoidale suonerà “rumoroso” o avrà armoniche rilevabili; questo può essere descritto come un timbro diverso.
Risultati di apprendimento:
Lo studente dedurrà che le vibrazioni sono necessarie per produrre il suono. Dimostreranno come i suoni bassi hanno vibrazioni più lente e i suoni acuti hanno vibrazioni più veloci.
Allineamento curriculum:
National Science Education Standards
Contenuto Standard A: Abilità necessarie per fare indagine scientifica
- Comprensione sulla ricerca scientifica.
- Impiegare semplici attrezzature e strumenti per raccogliere dati ed estendere i sensi.
Contenuto Standard B: Scienza fisica
- Posizione e movimento degli oggetti
- Il suono è prodotto da oggetti vibranti. L’altezza del suono può essere variata cambiando il tasso di vibrazione.
Contenuto Standard C: Scienze della Vita
- Le caratteristiche di organismi
- Organismi e il loro ambiente
Contenuto Standard E: Scienza e Tecnologia
- Capacità di progettazione tecnologica
- Comprensione di scienza e tecnologia
- Abilità di distinguere tra oggetti naturali e oggetti fatti dall’uomo.
Contenuto Standard F: La scienza dei dati Personali e di Prospettive Sociali
- Caratteristiche e i cambiamenti nelle popolazioni
- Modifiche in ambienti
- Scienza e la tecnologia in sfide locali
Contenuto Standard G: la Storia e la Natura della Scienza
- la Scienza come un’attività umana
NC SCO programma di Musica
Obiettivo 8: Lo studente dovrà comprendere le relazioni tra la musica, le arti, e le aree di contenuti al di fuori dell’arte. (Norma nazionale 8)
- 8.01 Identificare somiglianze e differenze nei significati dei termini comuni utilizzati nelle altre arti.
- 8.02 Identificare i modi in cui i principi e l’argomento di altre aree di contenuto insegnate nella scuola sono correlati a quelli della musica.
Tempo:
60 minuti periodo
Materiali:
- Bat and elephant pictures and spectrograms
- Libro di testo
- Nastro
- Righello di legno lungo 30 cm
Risorse tecnologiche: Raven Lite
Engage:
Mostra agli studenti un fischietto per cani. Soffiare il fischio e chiedere agli studenti quello che sanno è speciale su orecchie di cane? Discutere di come i cani possono sentire cose che non siamo in grado di sentire con le nostre orecchie. Dì agli studenti che studieranno come far cambiare i suoni.
Esplora:
Dai ad ogni coppia di studenti un righello, un nastro e un libro di testo. Chiedi agli studenti come possiamo fare suoni con il righello. Chiedi agli studenti di lavorare in gruppo per sviluppare strategie per rendere il suono. Se stanno avendo difficoltà, dimostrare per gli studenti come posizionare il righello piatto sul tavolo, coprire la fine del righello con un libro e cogliere la fine che è appeso fuori dal tavolo. Il righello vibrerà causando suono. Chiedi agli studenti di testare diverse lunghezze del righello e ascoltare ogni suono. Gli studenti compilano una tabella di dati sui suoni che producono e ascoltano.
Esempio:
| Lunghezza fuori tabella | Osservazioni | Passo |
| 5 cm | Righello è difficile da cogliere, vibrare rapidamente | Alta |
| 10cm | ||
| 15cm | ||
| 20 cm | Righello vibra lentamente | Basso |
Spiega:
Discutere i dati raccolti. I suoni più alti sono stati creati quando la lunghezza del righello più corta era appesa al tavolo. I suoni più bassi sono stati creati quando la lunghezza del righello più lunga è stata pizzicata. Discutere di come possiamo sentire le diverse altezze perché le nostre orecchie sono sensibili a una certa gamma. Discutere di come il fischio del cane non era nella nostra gamma. Cosa ci dice questo sull’udito degli animali? Chiedi agli studenti di discutere di come certi animali sentono cose che noi non possiamo.
Elaborare:
Esaminare le immagini di un pipistrello e un elefante. Discutere quali tipi di suoni e piazzole che creano. Chiedi agli studenti cosa potremmo usare per rilevare suoni che erano fuori dalla nostra portata. Rivedere gli spettrogrammi che gli studenti hanno utilizzato nelle lezioni precedenti. Chiedi agli studenti come gli spettrogrammi ci aiutano a vedere il suono. Mostra agli studenti due spettrogrammi (un pipistrello, un elefante). Discutere la frequenza di ogni animale. Gli studenti dovrebbero dedurre che i pipistrelli hanno una frequenza più alta (ultrasuoni) e gli elefanti hanno una frequenza più bassa (infrasuoni). Chiedi agli studenti come questo è adattato per adattarsi all’ambiente di ogni animale.
Disegna due onde sinusoidali (vedi diagramma sotto) sulla lavagna senza usare le parole e chiedi agli studenti cosa notano delle linee? Accetta tutte le risposte. Discutere di come ci sono più picchi nella foto in alto e sono più vicini. Discutere di come la linea di fondo ha la stessa altezza, ma che ci sono meno e la distanza tra i picchi è più lunga. Discutere le linee come onde e fare “l’onda”
Confronta le alte e basse frequenze del pipistrello e dell’elefante alla distanza. Stabilire in che modo le frequenze più basse viaggiano più lontano delle alte frequenze. Consentire agli studenti di dimostrare colpendo mallets punta morbida sulla loro scrivania per replicare i suoni / stomping dell’elefante. Contrasta i suoni bassi con l’alta frequenza di piccole campane, piatti a dita o carillon del coro. Inoltre, esplora come vengono creati gli strumenti culturali nel loro habitat originale. Le comunità culturali scelgono i materiali a causa del loro ambiente. I comunicatori umani e animali utilizzano materiali che producono suoni gradevoli all’orecchio. Un cacatua usa un ramoscello per battere su un tronco. Se al cacatua piace il suono di quel ramoscello, salverà il ramoscello. Molti musicisti umani preferiscono uno strumento particolare rispetto ad un altro. Un pianista da concerto sceglierà un pianoforte a coda su un pianoforte a consolle. Consentire agli studenti di esplorare la strumentazione da varie culture internazionali.
Estendere:
Utilizzare il sito Wild Music per testare la vostra gamma di udito. Invecchiando il nostro udito non è così buono, quindi potrebbero esserci suoni che i tuoi studenti possono sentire che non sarai in grado di sentire.
Valuta:
Tabella dei dati del notebook scientifico
Vocabolario:
- Frequenza-il numero di onde prodotte al secondo che è lo stesso del numero di vibrazioni prodotte al secondo
- Pitch – l’altezza o la bassa di un tono, come determinato dalla frequenza delle vibrazioni al secondo.
- Infrasuoni-suono con una frequenza troppo bassa per essere ascoltato dall’orecchio umano
- Ultrasuoni – energia acustica sotto forma di onde aventi una frequenza superiore al campo uditivo umano
Siti web:
- http://www.birds.cornell.edu/brp/elephant/ELPFAQ.html
- http://www.batdetective.com/sonograms.htm