introduktion:
djur använder låtar och ljud för att kommunicera. Några av dessa ljud produceras inom mänskliga hörselområden, vilket för de flesta av oss är mellan 20 och 20 000 vibrationer per sekund. (20 HZ-20kHz) ljud som är lägre än 20 vibrationer kallas infraljud. Det här är ljud som vi inte kan höra, men kan ses på ett spektrogram. Åskväder och jordbävningar producerar ljud som ligger i infraljudsområdena. Elefanter kommunicerar med infraljud. Detta gör att de kan kommunicera med varandra över mycket långa avstånd. Vissa djur producerar ljud som har mer än 20 000 vibrationer per sekund. Dessa kallas ultraljud. Fladdermöss använder ultraljud för att kommunicera och hitta insekter att äta. En fladdermus kommer att producera en högfrekvent squeak och ekon av ultraljudsvågen kommer att studsa av insekten som indikerar sin position till en hungrig fladdermus. Det mänskliga örat kan känna igen enstaka sinusvågor eftersom ljud med ett sådant vågformsljud ”rent” eller ”klart” för människor; vissa ljud som approximerar en ren sinusvåg visslar, ett kristallglas som vibrerar genom att köra ett vått finger runt fälgen och ljudet från en stämgaffel. För det mänskliga örat kommer ett ljud som består av mer än en sinusvåg antingen att låta ”bullrigt” eller ha detekterbara övertoner; detta kan beskrivas som en annan timbre.
lärandemål:
eleven kommer att dra slutsatsen att vibrationer behövs för att göra ljud. De kommer att visa hur låga ljud har långsammare vibrationer och höga ljud har snabbare vibrationer.
Curriculum Alignment:
National Science Education Standards
Innehållsstandard A: förmågor som krävs för att göra vetenskaplig undersökning
- förståelse om vetenskaplig undersökning.
- Använd enkel utrustning och verktyg för att samla in data och utöka sinnena.
innehåll Standard B: fysisk vetenskap
- position och rörelse av objekt
- ljud produceras av vibrerande föremål. Ljudets tonhöjd kan varieras genom att ändra vibrationshastigheten.
Innehållsstandard C: Life Science
- organismernas egenskaper
- organismer och deras miljöer
Innehållsstandard E: vetenskap och teknik
- förmågor för teknisk design
- förståelse för vetenskap och teknik
- förmåga att skilja mellan naturliga föremål och föremål gjorda av människor.
Innehåll Standard F: Vetenskap i personliga och sociala perspektiv
- egenskaper och förändringar i populationer
- förändringar i miljöer
- vetenskap och teknik i lokala utmaningar
innehåll Standard G: vetenskapens historia och natur
- vetenskap som en mänsklig strävan
NC scos Music Curriculum
mål 8: eleven kommer att förstå relationer mellan musik, andra konster och innehållsområden utanför konsten. (Nationell Standard 8)
- 8.01 identifiera likheter och skillnader i betydelsen av vanliga termer som används i andra konster.
- 8.02 identifiera sätt på vilka principerna och ämnet för andra innehållsområden som lärs ut i skolan är relaterade till musikens.
tid:
60 minuters period
Material:
- Bat och elefant bilder och spektrogram
- lärobok
- tejp
- 30 cm lång trä linjal
tekniska resurser: Raven Lite
engagera:
visa eleverna en hund visselpipa. Blås i visselpipan och fråga eleverna vad de vet är speciellt om hundöron? Diskutera hur hundar kan höra saker som vi inte kan höra med våra öron. Berätta för eleverna att de kommer att undersöka hur man får ljud att förändras.
utforska:
ge varje studentpar en linjal, tejp och en textbok. Fråga eleverna hur vi kan göra ljud med linjalen. Låt eleverna arbeta i grupper för att utveckla strategier för att göra ljud. Om de har svårt, visa för eleverna hur man placerar linjalen platt på bordet, täck linjalens ände med en bok och plocka änden som hänger från bordet. Linjalen vibrerar och orsakar ljud. Låt eleverna testa olika längder på linjalen och lyssna på varje ljud. Eleverna fyller i datatabellen om de ljud de producerar och hör.
exempel:
| längd av tabell | observationer | tonhöjd |
| 5 cm | linjal är svår att plocka, vibrerar snabbt | hög |
| 10cm | ||
| 15cm | ||
| 20cm | linjal vibrerar långsamt | låg |
förklara:
diskutera de insamlade uppgifterna. De högre ljuden skapades när kortare linjalängd hängde från bordet. De lägre ljuden skapades när den längre linjallängden plockades. Diskutera hur vi kan höra de olika tonhöjderna eftersom våra öron är känsliga för ett visst intervall. Diskutera hur hunden visselpipa var inte i vårt sortiment. Vad säger detta om djurhörning? Låt eleverna diskutera hur vissa djur hör saker som vi inte kan.
utarbeta:
Undersök bilder av en fladdermus och en elefant. Diskutera vilka typer av ljud och platser de skapar. Fråga eleverna vad vi kan använda för att upptäcka ljud som var utanför vårt sortiment. Granska de spektrogram som eleverna använde i tidigare lektioner. Fråga eleverna hur spektrogram hjälper oss att se ljudet. Visa eleverna två spektrogram (en fladdermus, en elefant). Diskutera frekvensen för varje djur. Eleverna bör dra slutsatsen att fladdermössen har en högre frekvens (ultraljud) och elefanterna har en lägre frekvens (infraljud). Fråga eleverna hur detta är anpassat för att passa varje djurs miljö.
rita två sinusvågor (se diagram nedan) på tavlan utan att använda orden och fråga eleverna vad de märker om linjerna? Acceptera alla svar. Diskutera hur det finns fler toppar i toppbilden och de är närmare varandra. Diskutera hur bottenlinjen har samma höjd men att det är färre och avståndet mellan topparna är längre. Diskutera linjerna som vågor och gör ”vågen”
jämför de höga och låga frekvenserna för fladdermus och elefant till avstånd. Fastställa hur lägre frekvenser färdas längre än höga frekvenser. Låt eleverna demonstrera genom att slå mjuka spetsklubbar på sitt skrivbord för att replikera ljud/stomping av elefanten. Kontrastera de låga ljuden med den höga frekvensen av små klockor, fingercymbaler eller körspel. Utforska också hur kulturella instrument skapas i deras ursprungliga livsmiljö. Kultursamhällen väljer material på grund av sin miljö. Mänskliga och djurkommunikatörer använder både material som producerar ljud som är behagliga för örat. En kakadua använder en kvist för att slå på en stock. Om kakaduan gillar ljudet av den kvisten sparar den kvisten. Många mänskliga musiker föredrar ett visst instrument framför ett annat. En konsertpianist väljer ett flygel över ett konsolpiano. Låt eleverna utforska instrumentation från olika internationella kulturer.
Förläng:
använd Wild Music-webbplatsen för att testa ditt hörselområde. När vi åldras är vår hörsel inte lika bra så det kan finnas ljud som dina elever kan höra som du inte kommer att kunna höra.
utvärdera:
vetenskap anteckningsbok datatabell
ordförråd:
- frekvens-antalet vågor som produceras per sekund vilket är detsamma som antalet vibrationer som produceras per sekund
- tonhöjd – högheten eller lågheten hos en ton, som bestäms av frekvensen av vibrationer per sekund.
- infraljud-ljud med en frekvens som är för låg för att höras av det mänskliga örat
- ultraljud-akustisk energi i form av vågor med en frekvens över det mänskliga hörselområdet
webbplatser:
- http://www.birds.cornell.edu/brp/elephant/ELPFAQ.html
- http://www.batdetective.com/sonograms.htm