Facendo visible o invisible

Con este sinxelo experimento lograredes visualizar as ondas sonoras gracias ao seu efecto sobre a materia. Propoñémosvos facer unha sinxela versión do experimento do músico e científico alemán Ernst Chladni, coñecido como o pai da acústica pola súa investigación sobre a relación entre superficies e vibracións.

A idea central do experimento é que as ondas estacionarias teñen a peculiaridade de presentar zonas de vibración nula, que se coñecen como nodos e zonas de amplitude máxima de vibración. ¿E como podemos facer visibles esas ondas? Se esparcimos area ou sal fino sobre a superficie, acumularase nos lugares onde non se produce vibración. E non o fai de cualquera maneira, senón que o resultado son patróns simétricos diferentes para cada frecuencia, coñecidos como Figuras de Chladni.

Facede equipos de 4 o 5 segundo as indicaciones do profesorado, preparade os materiais e facede visible o invisible. Empeza o desafío!

Experimento Figuras de Chladni — Imaxe de creación propia con Canva. Pirámide holográfica (CCO)

Cesta de materiais

Preme nos puntos interactivos da imaxe.

Mans á obra

Paso 1

Preparando o material.

Como resultado da vibración sonora, parte do sal que esparciremos sobre o prototipo saltará fora da superficie da membrana feita co globo, polo que é importante ter unha bandexa que a recolla. Desta maneira poderás facer moitas probas sen desperdiciar todo o sal, además de non ter que barrelo do chan ao final do experimento!

Tamén é moi importante que cando utilicedes o cúter para cortar as pezas de cartón pluma, o fagades sobre unha superficie de corte, extremando as precaucións para non dañarvos vós nin o mobiliario da aula.

Tendo todo esto en conta, elaborade unha bandexa dunhas dimensións adaptadas ao voso material. Necesitaredes unha base cadrada de aproximadamente 40cmx40 cm e catro rectángulos de 4 cm de alto e mesma lonxitude que a base.

Material para elaborar unha bandexa — Imaxe propia creada con Canva (CCO)

Paso 2

Recortar a base do bote de plástico.

Este paso é necesario para poder introducir o altoparlante no prototipo unha vez montado co globo. Debedes cortalo o suficiente coma para que a distancia entre o altoparlante e o globo sexa apenas duns 3 cm.

Tomade ben as medidas, marcade co rotulador e cortade coa tesoira ou co cúter, pero recordade: sempre con precaución!

Paso 3

Recortar o globo nun diámetro duns 3 cm máis ancho que a boca do bote.

É importante que a parte do globo que vaiades a usar sexa o máis lisa posible, así que elixide ben a zona a cortar. O extremo pechado do globo adoita ser unha boa opción, aínda que, ás veces, no centro ten unha pequena folgura que pode distorsionar o resultado e facer os patróns menos simétricos.

Paso 4

Axustar o globo á boca do vaso coa axuda da banda elástica.

O globo cortado debe funcionar a modo de membrana, polo que debe quedar o máis estirado posible e sen pregos. Eso si, tede coidado ao manipulalo, xa que si o estirades demasiado comenzará a romperse polos extremos recén cortados. En caso de que ocorra, o/a docente terá algún globo de reposto, pero tede coidado a segunda vez para non quedar fora do desafío!

Paso 5

Conectar por Bluetooth o dispositivo e o altoparlante.

Os pasos a seguir dependerán dos dispositivos que estedes a usar, pero de seguro que estades acostumados a facelo a miúdo, así que sodes expertos!

Paso 6

Montar o prototipo.

Unha vez que teñades todas as partes do prototipo, é o momento de montalo. Simplemente debedes poñer o altoparlante sobre a bandexa e o bote de plástico coa membrana do globo encima. Deixade o sal a man, axiña comezará a maxia.

Montaxe do experimento — Imaxe propia creada con Canva. Prototipo (CCO)

Paso 7

Configurar o xerador de frecuencias.

Configurade o xerador de frecuencias para facer as probas, pero antes, unha advertencia: para protexer os ouvidos, non se deben escoitar frecuencias moi baixas (por debaixo de 20 Hz) nin moi altas (por encima de 10.000 Hz) a volúmenes elevados. Poñede os tapóns auditivos antes de comezar as probas!

Na imaxe que segue podedes ver que as aplicacións xeradoras de frecuencias adoitan ser moi intuitivas.

Aplicación xeradora de frecuencias — Imaxe propia. Captura de pantalla (CCO)

Paso 8

Facer visible o invisible!

Probade con distintas frecuencias e intensidades e cando encontredes patróns ben definidos que vos gusten, anotade os datos para poder compartilos despois coa vosa clase. Que equipo logrará a mellor figura de Chladni? Empeza o desafío!

Figuras de Chladni — Imaxe propia. (CCO)

Tips docentes

Os tips do profesorado son pequenas axudas para desenvolver a estratexia educativa de forma adecuada.

Esta actividade está pensada para levar a cabo en pequeno grupo, axudando a que melloren o proceso de toma de decisións en equipo.

É recomendable ter algún globo extra por se rompe algún.

En canto ao altoparlante, aínda que sería o ideal, non é necesario ter un por equipo, xa que se pode ir realizando o experimento cun só altoparlante a medida que van terminando o prototipo. O que si é recomendable é que cada estudiante teña os seus propios tapóns auditivos e, por suposto, o/a docente tamén!

No caso de non ter suficiente tempo ou preferir evitar o uso do cúter, pode entregarse ao alumnado o bote de plástico e as pezas en cartón xa cortadas ou utilizar a sesión anterior para prepararas. Tamén pode ser unha boa opción substituír a elaboración da bandexa por unha comprada. É interesante ter en conta a idade do alumnado, así como os obxectivos da actividade. Cantos máis elementos teñan que elaborar, máis enriquecedor será o experimento, así como a profundidade das aprendizaxes e das competencias adquiridas.

A túa clase nun clic

Implementa esta microsecuencia na túa aula Moodle (Descarga dispoñible en galego ou castelán).