ce auzi sub apă?

concepte cheie
fizică
sunet
valuri
Biologie

introducere
ați ascultat vreodată zgomote subacvatice? Sunetul călătorește diferit în apă decât în aer. Pentru a afla mai multe, încercați să faceți propriile zgomote subacvatice—și ascultați cu atenție. sunetul este un val creat de vibrații. Aceste vibrații creează zone cu particule din ce în ce mai puțin dens ambalate. Deci sunetul are nevoie de un mediu pentru a călători, cum ar fi aerul, apa—sau chiar solidele., undele sonore se deplasează mai repede în substanțe mai dense, deoarece particulele vecine se vor ciocni mai ușor între ele. Luați apă, de exemplu. Există aproximativ 800 de ori mai multe particule într-o sticlă de apă decât există în aceeași sticlă umplută cu aer. Astfel, undele sonore călătoresc mult mai repede în apă decât în aer. În apa dulce la temperatura camerei, de exemplu, sunetul călătorește de aproximativ 4, 3 ori mai repede decât în aer la aceeași temperatură.sunetul care călătorește prin aer devine curând mai puțin tare pe măsură ce te îndepărtezi de sursă., Acest lucru se datorează faptului că energia valurilor se pierde rapid pe parcurs. Sunetul își păstrează energia mai mult timp atunci când călătorește prin apă, deoarece particulele pot transporta mai bine undele sonore. În ocean, de exemplu, sunetul unei balene cu cocoașă poate călători mii de kilometri!undele sonore subacvatice care ajung la noi într-un ritm mai rapid și mențin intensitatea lor mai lungă par ca și cum ar trebui să ne facă să percepem acele sunete ca fiind mai puternice atunci când suntem și sub apă. Urechea umană, totuși, a evoluat pentru a auzi sunetul în aer și nu este la fel de utilă atunci când este scufundată în apă., Capul nostru în sine este plin de țesuturi care conțin apă și pot transmite unde sonore atunci când suntem sub apă. Când se întâmplă acest lucru, vibrațiile ocolesc timpanul, partea urechii care a evoluat pentru a ridica undele sonore din aer. sunetul interacționează, de asemenea, cu limitele dintre două medii diferite, cum ar fi suprafața apei. Această limită între apă și aer, de exemplu, reflectă aproape toate sunetele înapoi în apă. Cum vor influența toate aceste dinamici modul în care percepem sunetele subacvatice? Încercați activitatea pentru a afla!,/li>

Pregătire

• Umple cada cu apă călduță sau cap la piscina—și aducă ajutor și alte materiale.,

procedura

• cereți ajutorului dvs. să facă clic pe o ustensilă din oțel inoxidabil împotriva alteia. Ascultă. Cum ai descrie sunetul?
• într-o clipă, ajutorul dvs. va face clic pe o ustensilă împotriva celeilalte subacvatice. Crezi că vei auzi același sunet?
• cereți ajutorului dvs. să facă clic pe un vas împotriva celuilalt sub apă. Ascultă. Sunetul pare să fie mai tare sau mai moale? Este ceea ce auzi diferit în alte moduri, de asemenea?
• scufundați o ureche în apă. Cere ajutorul dumneavoastră să faceți clic pe o ustensilă împotriva alte subacvatice. Ascultă., Cum ai descrie acest sunet?
• cereți ajutorului dvs. să facă clic pe o ustensilă împotriva celeilalte sub apă imediat după ce vă scufundați capul. Respirați adânc, închideți ochii și scufundați-vă capul complet sau la fel de mult cât vă simțiți confortabil. Ascultați în timp ce vă țineți respirația sub apă (veniți pentru aer atunci când trebuie!). Sunetul pare să fie mai tare sau mai moale? Se pare că este diferit în alte moduri?
• repetați această secvență, dar lăsați-l pe ajutorul dvs. să folosească în schimb două ustensile de plastic care se lovesc unul de celălalt.,
• repetați secvența din nou, dar de data aceasta ascultați o minge mică care este aruncată în apă. Sunetul unei mingi care cade în apă se schimbă atunci când asculți deasupra sau sub apă? Percepția dvs. asupra acestui sunet se schimbă? De ce s-ar întâmpla asta?
• comutați rolurile. Au Ajutor asculta în timp ce face sunete.
• discutați constatările pe care le-ați adunat. Apar modele? Puteți concluziona ceva despre modul în care oamenii percep sunetele atunci când sunt scufundați în apă?,
• Extra: testați cu mai multe tipuri de sunete: sunete moi, precum și puternice, sunete înalte și joase. Puteți găsi mai multe modele?
• Extra: pentru a investiga ce ridică valul sonor atunci când sunteți scufundat, folosiți degetele pentru a vă închide urechile sau pentru a folosi căștile atunci când vă scufundați capul. Cum se schimbă sunetul când închideți canalul urechii sub apă? Se întâmplă același lucru atunci când închideți canalul urechii când sunteți deasupra apei? Dacă nu, de ce ar fi diferit?
• Extra: mergeți la piscină și ascultați sunetul cuiva care sare în apă., Comparați percepția dvs. despre sunet atunci când sunteți scufundat cu când capul este deasupra apei. Cum se schimbă percepția ta? Închide ochii. Puteți spune unde persoana a sărit în apă când a fost scufundată? Îți dai seama când ai capul deasupra apei?
• Extra: sunetele oceanului de cercetare și modul în care sunetele cauzate de activitatea umană afectează animalele acvatice. observații și rezultate a fost sunetul mai moale când a fost creat sub apă și ați ascultat deasupra apei? A sunat înăbușit când ai avut doar urechea scufundată?, A fost fuller când ți-ai scufundat capul? sunetul circulă mai rapid în apă comparativ cu aerul, deoarece particulele de apă sunt ambalate mai dens. Astfel, energia transportată de undele sonore este transportată mai repede. Acest lucru ar trebui să facă sunetul să apară mai tare. Probabil că ați perceput-o ca fiind mai moale atunci când nu ați fost scufundați, deoarece suprafața apei este aproape ca o oglindă pentru sunetul pe care l-ați creat. Sunetul cel mai probabil s-a reflectat aproape complet în apă imediat ce a ajuns la suprafață.

  când ați scufundat doar urechea, sunetul a apărut probabil înăbușit., Acest lucru se întâmplă deoarece urechea umană nu este bună la ridicarea sunetului în apă—la urma urmei, a evoluat pentru a ridica sunetul în aer. când v-ați scufundat capul, sunetul a sunat probabil mai plin. Acest lucru se datorează faptului că capul nostru conține multă apă, ceea ce permite țesutului să ridice sunetul subacvatic—fără a se baza pe timpan. De asemenea, explică de ce închiderea canalului urechii nu face aproape nicio diferență în sunetul pe care îl ridicați în timp ce vă aflați sub apă. dacă ați încercat să detectați de unde a venit sunetul când ați scufundat, probabil că ați avut un timp greu., Creierul nostru folosește diferența de intensitate și sincronizare a sunetului detectat de fiecare ureche ca un indiciu pentru a deduce de unde provine sunetul. Deoarece sunetul călătorește mai repede sub apă și pentru că ridici sunetul cu întregul cap atunci când ești scufundat, creierul tău pierde indiciile care te ajută în mod normal să determini de unde vine sunetul.

  Mai mult pentru a explora
  descoperirea sunetului în mare, de la Universitatea din Rhode Island și Centrul Spațial interior
  puteți auzi sunete în spațiul cosmic?,, de la Science Buddies
  Talk through a String Telephone, de la Scientific American
  Sound Localization, de la Science Buddies
  Ears: do their Design, Size and Shape Matter?, de la Scientific American
  activități STEM pentru copii, de la Science Buddies

  această activitate a adus la tine în parteneriat cu Science Buddies