Kokonaisuus 11: Ääni Kirjallinen esitys

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Kokonaisuus 11: Ääni Kirjallinen esitys"

Transkriptio

1 Kokonaisuus 11: Ääni Kirjallinen esitys Helsingin Yliopisto Fysiikan hahmottava kokeellisuus Karhu, Virtanen, Välkkilä

2 Perushahmotus Äänen tuottaminen ja kuuleminen. Äänen tuottaminen ja kuuleminen on oppilaille tuttu asia mutta siihen vois silti kiinnittää tarkempaa huomiota. Ihminen on hyvä äänen tuottaja ja kuulija. Puhe ja kuulo ovat ihmisen kommunikointivälineitä ja siksi hyvin kehittyneet. Ihminen pystyy kuulon avulla tunnistamaan erilaisia äänen lähteitä. Kuuloa voi testata tuottamalla erilaisia ääniä ja oppilaita voi pyytää tunnistamaan ne Äänen tuottamiseen voidaan käyttää erilaisia välineitä, joilla saadaan erityyppisiä ääniä. Äänirauta tuottaa soivan äänen ( kuten myös soittimet), joilla on jokin tietty sävelkorkeus ja jonka oppilaat voivat toistaa vaikkapa laulamalla. Vastaavasti voidaan tuottaa myös hälyääniä, joilla ei ole havaittavaa korkeutta, kuten erilaisia naksauksia, rapinaa ja niin edelleen. Äänen tuottamisessa on yhteistä se, että ääni lähteissä jokin värähtelee. Värähtely voidaan osoittaa esimerkiksi ääniraudan avulla. Laitetaan rauta soimaan ja kosketetaan sitä kevyesti sormella, jolloin tunnetaan sen värähtely. Koe voidaan tehdä myös kitaralla. Kitarassa näkee selvästi että kieli värähtelee. Kitaran kieltä voi katsoa myös vilkkuvan lapun valossa. Kun valon taajuus on sopiva nähdään kielen värähtely selvästi. Äänen kuulemista laajennetaan äänirautojen avulla. Otetaan kaksi samanlaista äänirautaa ja sijoitetaan ne lähekkäin. Laitetaan toinen niistä soimaan. Kun se hetken päästä sammutetaan, huomataan että toinen äänirauta on alkanut soida. Todetaan että toisen ääniraudan ääni on saanut toisen soimaan eli toinen äänirauta on kuullut toisen. Äänirautojen täytyy olla saman taajuiset ennekuin koe onnistuu. Koe onnistuu myös jos äänirautojen taajuudet ovat sopivassa suhteessa toisiinsa nähden. Ilmiötä kutsutaan rasonanssiksi. Koetta voidaan vielä laajentaa mallintamalla korvan toimintaa. Laitetaan kulhon päälle muovikalvo ja ripotellaan sen päälle suolaa. Suunnataan äänilähteestä ääni kulhoon ja huomataan että suolan muruset liikkuvat kalvon päällä. Liikettä tapahtuu vaikka äänen taajuutta muutetaan. Osoitetaan että ääni tarvitsee väliaineen. Laitetaan soiva kello tyhjiökupuun ja imetään sieltä ilma pois. Hetken päästä ääni lakkaa kuulumusta vaikka kello vielä näköhavainnon mukaan selvästi soi. Tuotetaan ääntä ilmasireenin avulla. Puhalletaan ilmaa pyörivään levyyn johon on porattu reikiä. Reikäsireeni tuottaa ilmaan paineaaltoja, jotka kuullaan äänenä. Tehdään johtopäätös että ääni on ilmassa etenevä paineaalto. Todetaan mikrofonin reagoivan ilmanpaineen vaihteluihin tutkimalla sen rakennetta ja testaamalla sitä käytännössä. Jos mikrofonin toisto ulottuu mataliin taajuuksiin, sen lähtöjännitteen voi havaita vaihtelevan kun huoneen ovea avataan ja suljetaan. Ovi toimii mäntänä ja aiheuttaa ilmanpaineen vaihtelun. Ovea ei saa kolauttaa ja saranat pitää olla rasvatut, ettei synny hälyääniä. 2

3 Äänen ominaisuuksia. Korkeus, voimakkuus, sointiväri Tuotetaan soittimilla tai joillain muilla äänilähteillä kahta erikorkuista ääntä ja todetaan kumpi on korkeampi ja kumpi matalampi, tai ovatko ne kenties yhtä korkeita. Samoin voidaan todeta myös äänen voimakkuus. Kun kitaran kieltä näpätään voimakkaammin, kuullaan voimakkaampi ääni. Sointiväri voidaan osoittaa kuuntelemalla eri soitinten ääniä. Äänen käyttäytyminen ( Noudattaa aalto-opin periaatteita) Eteneminen Ääni tarvitsee edetäkseen väliaineen. (Todettiin aikaisemmin.) Väliaine voi olla joko kaasu, neste tai kiinteä aine. Ulkona voidaan mennä aukealle paikalle. Joku oppilaista siirtyy kauemmaksi ja lyö kuuluvasti esimerkiksi kattilan kansia yhteen. Ääni kuullaan hieman myöhemmin kuin näköhavainto lyömisestä. Kokeessa havaitaan että äänellä on etenemisnopeus ja se on ääretöntä pienempi. Heikkeneminen Tutkitaan etäisyyden vaikutusta äänen voimakkuuteen. Tuotetaan voimakkuudeltaan tasaista ääntä ja siirrytään äänilähteestä kauemmaksi. Huomataan että ääni heikkenee. Koe suoritetaan tilassa jossa seinistä heijastuvat äänet eivät häiritse koetta. Kokeen voi suorittaa esimerkiksi ulkona, jos sää sen sallii. Silloin voi käyttää äänilähteenä pilliä tai jotain pientä sireeniä, ettei ulos tarvitse rakentaa monimutkaisia laitteita. Opettaja voi puhaltaa pilliin ja pyytää oppilaita siirtymään kauemmas tietyn välimatkan kerrallaan ja puhaltaa uudestaan. Oppilaat havaitsevat miten ääni heikkenee kun siirrytään kauemmaksi. Heijastuminen. Kaiku on oppilaille tuttu ilmiö. Samaa voidaan havainnoida luokassa koveralla heijastimella. Esimerkiksi kattilan kannella voidaan koota ääntä suoraan korvaan. Heijastin (kattilankansi) laitetaan sopivaan kulmaan äänilähteeseen nähden ja sopivan matkan päähän korvasta. Kannen kuvitellun polttopisteen pitäisi osua korvaan. Kantta kannattaa heilutella jolloin selvästi huomaa äänen voimistuvan ja heikkenevän. Äänilähde voi olla joko kaiutin tai sitten voi käyttää tietokoneen hurinaa tai ilmastointilaitteen ääntä. Taittuminen Ääni myös taittuu kuten muutkin aallot. Ilmiö voidaan todeta esimerkiksi ilmapallolla, joka on täytetty jollakin muulla kaasulla, kuin ilmalla, esimerkiksi hiilidioksidilla. Kun ääni kulkee hiilidioksidipallon lävitse, se taittaa ääniaallot niin että ne kulkevat polttopisteen kautta. Kun korva laitetaan tähän polttopisteeseen kuullaan ääni voimakkaampana. 3

4 Huojunta, ääniaaltojen interferenssi. Otetaan kaksi samanlaista äänirautaa ja laitetaan toiseen pieni lisäpaino, jolloin sen taajuus muuttuu. Laitetaan molemmat ääniraudat soimaan ja havaitaan äänen huojunta. Huojuntaa käytetään apuna mm. kitaran virityksessä. Oppilaissa on varmasti sen verran muusikoita, jotka osaa kertoa miten kitara viritetään. Dopplerin ilmiö Dopplerin ilmiö saattaa myös olla oppilaille tuttu. Sen voi havaita vaikkapa tiellä jossa saa ajaa lujaa. Ohittavan auton ääni on erilainen riippuen siitä tuleeko auto havaitsijaa kohti vai loittoneeko se siitä. Ilmiötä voi esitellä luokassa esimerkiksi varren päässä pyörivällä äänilähteellä. Seisova ääniaalto. Myös ääni tuottaa seisovan aaltoliikkeen. Ohjataan kaiuttimen ääni putkeen. Muutetaan kaiuttimen tuottaman äänen taajuutta ja huomataan että joissakin kohdin ääni voimistuu. Putkessa oleva ilmapatsas resonoi. Kun on löydetty sopiva äänen korkeus, putkeen voidaan laittaa jotain hienoa jauhoa ja havaitaan että se asettuu tietyille kohdille. Äänilähteenä voi käyttää äänitaajuusgeneraattoria ja putkena noin metrin mittaista muovi tai lasi putkea. Ripoteltavan jauheen on oltava kevyttä, esimerkiksi korkin purua ja putkea on naputeltava kevyesti, jotta puru liikkuisi putken sisällä. Purut asettuvat solmukohtiin. Kokeessa havaitaan että umpinaiseen päähän syntyy solmu ja avoimeen kupu. Kaiuttimen päähän syntyy kupu. Putken toisen pään voi sulkea vaikka korkilla. Kvantifiointi ja kvantitatiivinen esitys. Taajuus, aaltomuoto, spektri Tutkitaan äänilähteitä joilla on yksinkertainen aaltomuoto, esimerkiksi äänirauta. Määritellään taajuus värähdysten lukumääräksi aikayksikössä. Taajuus voidaan mitata suoraan taajuusmittarilla tai laskemalla aaltokuvaajasta värähdysten lukumääriä. Samalla huomataan se, että korkeamman äänen tuottavan ääniraudan taajuus on suurempi. Seuraavaksi tarkastellaan äänilähteitä joilla on monimutkaisempi aaltomuoto. Taajuusanalyysi paljastaa että näissä on useita eri taajuuksia. Esimerkiksi eri taajuudet saadaan esille kitaran huiluäänissä. Soitetaan ensin perusääni ja sen jälkeen huiluääniä ja katsotaan millaisen kuvan mittalaitteisto antaa. Huomataan että äänen väriä kuvaa äänen spektri. Mittaukset tehdään tietokoneen avulla joka pystyy näyttämään sekä äänen spektrin ja aaltomuotoisen kuvaajan. Ääniraudan aaltokuvaaja on säännöllinen sinimuotoinen käyrä. Kokeessa käytettiin kahta äänirautaa, isoa ja pientä. Isomman ääniraudan ääni on matalampi, se näkyy kuvaajan muodossa. Matalamman ääniraudan aaltomuodon kuvaaja on loivempi. 4

5 Kuva 1: Ääniraudan aaltokuvaaja Soitinten aaltomuoto on vastaavasti mutkikkaampi. Kokeilimme kitaran ja huuliharpun äänellä. Aaltokuvaajat ovat säännöllisiä, mutta huomattavasti monimuotoisempia, kuin ääniraudan äänikuvaaja. Kuva 2: Kitaran aaltomuoto ja spektri 5

6 Kuva 3: Huuliharpun aaltokuvaaja Soitinten aaltomuotoa voi yrittää selittää kitaran avulla. Aaltomuoto on useamman aallon yhteisvaikutus. Soivassa kitaran kielessä soi useita taajuuksia yhtä aikaa. Niitä voi saada esille niin sanottujen huiluäänien avulla. Kun koskettaa kevyesti kitaran kieltä täsmälleen puolestavälistä ja näpäyttää samalla kieltä, saa aikaan korkeamman (huilumaisen) äänen. Huiluääniä saa aikaan myös koskettamalla kieltä 1/3, 1/4, jne. osan kohdalta. Koskettaminen pakottaa siihen kohtaan kieltä paikallaan pysyvän kohdan eli solmun, ja sammuttaa samalla kaikki ne äänet joiden solmukohta ei osu sormen kohdalle. Tämä näkyy myös kuvaajissa. Aaltomuoto muistuttaa sinin kuvaajaa (ääniraudan) ja spektrissä on yksi selvä piikki ja muut äänet ovat vaimenneet tai hyvin heikkoja. Heikot äänet näkyvät spektrissä pieninä piikkeinä. 6

7 Kuva 4: Kitaran huiluääni Sävelasteikko Soitinten äänet on jaettu sävelasteikoksi. Pythagoras aikanaan huomasi, että jotkin äänet soidessaan yhdessä ovat miellyttävän kuuloisia. Hän tutki asiaa soivilla kielillä ja tasasointisilta kuulostavien kielten pituudet on kokonaislukusuhteessa toisiinsa nähden. Mitataan soittimen äänenkorkeuksia ja lasketaan intervallien taajuuksien suhteita. Mittaus suoritetaan suoraan taajuusmittarilla ja äänet tuotetaan tavallisen sähköurkujen avulla. Nuotin c 1 taajuudeksi saatiin 261 Hz ja oktaavia korkeamman c 2 :n taajuudeksi 523 Hz, mikä on noin kaksi kertaa edellisen taajuus. Nuotin c 1 kvintin g 1 taajuus on 392 Hz. Nuottien suhde g 1 /c 1 on 1,502, mikä vastaa likimain suhdetta 3/2. Suhdelukuja voidaan laskea muillekin intervalleille. Saadut mittaustulokset eivät aivan ole kokonaislukusuhteita niin kuin Pythagoras huomasi. Tässä tapauksessa virhe johtuu mittaustarkkuudesta. Soittimen äänin ei ole aivan puhdas ja hälyäänet aiheuttavat pientä vaihtelua taajuuslukemaan. Lisäksi soittimiin on viritetty tasainen sävelasteikko eikä luonnollista sävelasteikkoa. Aallon pituus Äänen yhteydessä ja aalto-opissa puhutaan aallon pituudesta. Määritetään seuraavaksi ääniaallon aallonpituus. Laitetaan kaiutin seinän viereen ja annetaan äänen heijastua seinästä takaisin. Kaiuttimen ja seinän väliin muodostuu seisova ääniaalto. Mikrofonin avulla voidaan hakea ilmasta maksi- 7

8 mi- ja minimikohtia äänelle. ( Todellisuudessa mikrofoni mittaa paineen vaihteluita.) Näistä voidaan määrittää ääniaallon aallon pituus. Muutetaan äänen taajuutta ja mitataan ensimmäisen minimikohdan etäisyys seinästä. Saadut tulokset on taulukossa Taajuus (Hz) Etäisyys (m) 400 0, , , ,03 Taulukko 1 Aallonpituus Koska seinään muodostuu maksimi (todetaan mittaamalla) ja kokeessa mitataan ensimmäisen minimin etäisyys seinästä, niin silloin etäisyys on neljäsosa koko aallonpituudesta. Tuloksista voidaan laskea taajuuden ja aallonpituuden tulo tai vastaavasti piirtää pisteet kuvaajaan. Tuloksista pitäisi huomata, että tulo λf on vakio. Meidän mittauksilla näin ei käy. Kenties mittaukset on suoritettu huolimattomasti. Tosin mittaus oli aika hankala ja minimikohtien määrittäminen oli melko epämääräistä. Tuloksista voisi saada tarkemmat, jos mittauksissa hakisi useampien minimien paikat. (Tällöin tosin tulosten laskenta on hieman monimutkaisempi.) Hälyäänet haittaa kuitenkin jonkin verran useampien minimien hakemista ja ne eivät ole niin selviä kuin ensimmäinen minimi. Etenemisnopeus Mitataan äänen nopeus suoralla menetelmällä. Laitetaan mikrofoni putken suulle ja napsautetaan sormia putken suulla. Ääni heijastuu putken pohjasta takaisin. Mikrofoni on asetettu siten että ääni heijastuu siitä takaisin putkeen. Näin saadaan useita (t,x)-pareja ja mittaustarkkuus paranee. Mitataan äänten maksimien välinen aika. Kun putken pituus tiedetään, voidaan laskea äänen nopeus. Mittauksissa äänen maksimien ajoiksi saatiin 6,6 ms 13,6 ms 20,6 ms ja 27,6 ms. Putken pituus on 118,6 cm. Etäisyydet ovat silloin putken pituuden parillisia monikertoja. Tuloksista voidaan piirtää kuvaaja. 8

9 Äänen nopeus Etäsiyys (m ) y = 338,86x + 0, ,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 Aika (s ) Kuva 5: Äänen nopeus Mittauspisteet asettuvat suoralle ja suoran kulmakerroin kuvaa äänen nopeutta. Tässä tapauksessa äänen nopeudeksi saatiin noin 340 m/s. Intensiteetti, voimakkuus. Äänen intensiteettiä ei voi mitata suoraan, mutta mittaus voidaan tehdä epäsuorasti. Oletetaan että äänilähteen teho on suoraan verrannollinen siihen syötettyyn sähkötehoon. Tässä vaiheessa voidaan tarkastella kuuloaistin avulla miten sähkötehon lisääminen vaikuttaa äänen voimakkuuteen. Jos esimerkiksi sähkötehoa kaksinkertaistaa, äänen voimakkuus tuntuu lisääntyvän eri tavalla. Tästä löytyy selitys miksi ääniasteikko on desibeliasteikko. Desibeliasteikon kvantifiointi ei myöskään onnistu joten otetaan sekin valmiina. L=10log (I/I 0 ), missä I 0 on W/m 2 Tästä seuraa, että äänen voimakkuuksien erotus on verrannollinen intensiteettien suhteen logaritmiin, eli L 2 -L 1 ~log (I 2 /I 1 ). Yhtälölle tulee teorian mukaan verrannollisuuskerroin 10, eli L 2 -L 1 =10log (I 2 /I 1 ) Tässä tapauksessa äänilähteen teho korvataan syötetyllä sähköteholla. Tehoakaan ei voida mitata suoraan vaan mitataan äänilähteeseen syötetty jännite ja virta. Äänen voimakkuus mitataan suoraan desibelimittarilla kaiuttimen edestä. Mittauksissa saatiin tulokset Jännite (V) Virta (ma) Voimakkuus (db) 0,24 43,5 93 0, ,8 1,27 180,1 106,4 1,04 149, ,46 71,1 97 Taulukko 2 Intensiteetti 9

10 Lasketaan ensin teho, virran ja jännitteen tulona. Sen jälkeen lasketaan voimakkuuksien erotuksia (L 2 -L 1 ) ja vastaavien tehon arvojen suhteita (I 2 /I 1 ). Tehoista otetaan vielä logaritmit ja saaduista pistepareista piirretään kuvaaja. Intensiteetti Voimakkuuden erotus (db) 15 y = 9,8587x - 0, ,5-1 -0,5 0 0,5 1 1, Kuva 6: Intensiteetti -15 Tehon suhteen logaritmi Pisteet asettuvat kutakuinkin samalle suoralle, joten verrannollisuus pitää tämän mukaan paikkansa. Verrannollisuus kerroin on 9.9, mikä on melko lähellä teoreettisesti laskettua. Heikkenemislaki. Edellä tutkittiin äänen heikkenemistä kvalitatiivisesti ja nyt tarkastellaan heikkenemistä kvantitatiivisesti. Mitataan miten pistemäisen äänilähteen ääni heikkenee etäisyyden kasvaessa. Mittaus suoritetaan suoraan db-mittarilla. Mittauksissa saatiin tulokset Etäisyys (m) Voimakkuus (db) 0, Taulukko 3 Heikkeneminen 10

11 Suoritimme mittauksen ulkona, jotta äänen heijastelu seinistä ei olisi haitannut mittauksia. Keli oli tosin hieman tuulinen ja se aiheutti hälyä db-mittariin. Jotta voitaisiin tutkia intensiteetin riippuvuutta etäisyyteen tarvitsee desibelit muuttaa intensiteetiksi 10 edellisen kokeen kaavalla L=10log(I/I 0 ). Intensiteetti saadaan laskettua yhtälöstä I = I 010, missä I 0 on W/m 2 ja L on mitattu desibeli arvo. Lasketaan vielä etäisyyksistä neliöiden käänteisluvut ja piirretään kuvaaja. L Heikkeneminen 0,0003 Intensiteetti (W/m 2 ) 0, ,0002 0, ,0001 0, y = 0,0003x - 2E ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Etäisyyden neliön käänteisluku (1/r 2 ) Kuva 7: Heikkeneminen Kuvaajasta nähdään että intensiteetti on verrannollinen etäisyyden käänteisluvun neliöön, I~r 2. Laskuista on jätetty pois ensimmäinen mittaustulos. Me mittasimme sen aivan äänilähteen vierestä. Laskujen jälkeen kyseisen pisteen arvo oli noin viisi kertaluokkaa suurempi kuin muut joten se ei olisi sopinut kuvaajaan. (Taulukkolaskentaohjelma osaa sen kyllä laskea mutta jos sen ottaa mukaan, saa kuvaajaan kaksi pistettä, äänilähteen vierestä mitatun arvon ja toisessa havaintopisteessä ovat kaikki muut arvot) Huojuntataajuus. Otetaan kaksi äänirautaa ja muutetaan toisen taajuutta hieman lisäämällä siihen pieni paino. Laitetaan ne soimaan yhtä aikaa ja tarkastellaan äänen kuvaajaa tietokoneen avulla. Kuvaajasta voidaan määrittää huojuntataajuus. Me käytimme kahta äänirautaa joista toisen taajuus oli 445 Hz ja toisen 398 Hz Taajuuksien erotus on 47 Hz. Kuvaajasta laskettu huojuntajakson pituus on 0,03 s. Jakson pituudesta saadaan taajuudeksi 33 Hz. Tulos heittää melko paljon ennustetusta. Tosin kuvaajasta on vaikea lukea tarkasti huojuntajakson pituutta. Ja mittauksissakin on saattanut tulla virhettä. Äänirautojen taajuuden mittaamiseen käytettiin samaa taajuusmittaria kuin muissakin mittauksissa. 11

12 Kuva 8: Huojunta Dopplerin ilmiö Tarkastellaan seuraavaksi taajuuden muutoksen riippuvuutta äänilähteen nopeuteen. Laitetaan summeri pyörivän varren päähän jolloin se saadaan liikkeeseen. Varren nopeus saadaan määritettyä valoportin avulla ja taajuus mitataan tietokonemittauksella. Kun varsi pyörii, äänilähde joko loittonee tai tulee kohti mikrofonia. Tällöin havaittu taajuus siirtyy ylös- tai alaspäin. Kun ääninäyte on tarpeeksi pitkä, havaitaan taajuuden siirtyminen taajuuspiikin leviämisenä. Tietokoneella voidaan mitata taajuuspiikin leveys. Käytännössä piikistä mitataan oikean ja vasemman reunan taajuus. Taajuuden muutos on silloin puolet taajuuspiikin leveydestä. Valoportti mittaa kierrosaikoja joten niistä täytyy laskea äänilähteen nopeus. Mittauksissa saatiin tulokset Kierrosaika (s) Taajuus (Hz) vasen oikea 0, , , , , , Taulukko 4 Dopplerin ilmiö 12

13 Pyörivän varren pituus on 23,5 cm jolloin yhden kierroksen aikana summerin kulkema matka on 1,48 m. Kierrosajoista voidaan laskea äänilähteen nopeus kunkin mittauksen kohdalla. Taajuuden muutos saadaan edellä kuvatulla tavalla. Tuloksista voidaan piirtää kuvaaja. Dopplerin ilmiö 120 Taajuuden muutos (Hz) y = 13,884x + 2, Nopeus (m/s) Kuva 9: Dopplerin ilmiö Pisteet asettuvat samalle suoralle joten voidaan todeta, että taajuuden muutos on suoraan verrannollinen äänilähteen nopeuteen f ~ u. (Nopeus tarkoittaa tässä äänilähteen ja kuulijan välistä suhteellista nopeutta). Lähdeluettelo Hämäläinen Ari, Fysiikan hahmottava kokeellisuus -kurssi Kurki-Suonio Kaarle ja Riitta, Fysiikan merkitykset ja rakenteet. Limes, 3. painos 1998 Väisänen Jukka, Koulufysiikan tietorakenteet -kurssi Työprosessin kuvaus Aihekokonaisuus valittiin kiinnostuksen perusteella. Valinta oli melko yksimielinen. Suunnittelu alkoi yhden henkilön toimesta tai paremminkin töiden suunnittelu ja toteutus oli ryhmän yhden henkilö vastuulla. Muut jäsenet ryhmästä olivat tällä kertaa enemmän työporukkaa. Suunnittelu alkoi demonstraatioiden etsimisellä. Alkuperäinen suunnitelma muuttui jonkin verran työn edetessä. Jotain demonstraatiota kokeiltiin eri välineillä. Emme tutkineet mitään kohtaa erityisellä tarkkaavaisuudella. Laitteistoja oli melko helppo käyttää. Unohdimme vain laittaa ylös tietokoneohjelmien nimiä, joita yliopiston laboratoriossa käytimme. Joistain töistä oli pohdintaa, mitä odotimme tapahtuvaksi. Demonstraatiot auttoivat jonkin verran ymmärtämään asioita aikaisempaa paremmin. Kokeen onnistuminen pääteltiin monesti tulosten perusteella. Kuten alussa mainittiin, tämä kokonai- 13

14 suus oli pääosin yhden jäsenen harteilla, joten johtaja oli selvä. Raportin kirjoittamiseen osallistuivat kaikki jonkin verran, jolloin raportti muuttui aina välillä keskustelujen jälkeen. Raporttia kirjoitettaessa huomattiin töiden suorituksissa joitain puutteita, kuten laitteistojen ja ohjelmien nimien puuttumista. Raportti syntyi hitaasti, mutta varmasti. Työn vastuu oli kaikilla ja roolit oli tällä kertaa sovitut eikä niitä vaihdeltu kuten aikaisemmissa kokonaisuuksissa. 14

Luento 15: Ääniaallot, osa 2

Luento 15: Ääniaallot, osa 2 Luento 15: Ääniaallot, osa 2 Aaltojen interferenssi Doppler Laskettuja esimerkkejä Luennon sisältö Aaltojen interferenssi Doppler Laskettuja esimerkkejä Aaltojen interferenssi Samassa pisteessä vaikuttaa

Lisätiedot

16 Ääni ja kuuleminen

16 Ääni ja kuuleminen 16 Ääni ja kuuleminen Ääni on väliaineessa etenevää pitkittäistä aaltoliikettä. Ihmisen kuuloalue 20 Hz 20 000 Hz. (Infraääni kuuloalue ultraääni) 1 2 Ääniaallon esittämistapoja: A = poikkeama-amplitudi

Lisätiedot

2.1 Ääni aaltoliikkeenä

2.1 Ääni aaltoliikkeenä 2. Ääni Äänen tutkimusta kutsutaan akustiikaksi. Akustiikassa tutkitaan äänen tuottamista, äänen ominaisuuksia, soittimia, musiikkia, puhetta, äänen etenemistä ja kuulemisen fysiologiaa. Ääni kuljettaa

Lisätiedot

Aaltoliike ajan suhteen:

Aaltoliike ajan suhteen: Aaltoliike Aaltoliike on etenevää värähtelyä Värähdysliikkeen jaksonaika T on yhteen värähdykseen kuluva aika Värähtelyn taajuus on sekunnissa tapahtuvien värähdysten lukumäärä Taajuuden ƒ yksikkö Hz (hertsi,

Lisätiedot

havainnollistaa Dopplerin ilmiötä ja interferenssin aiheuttamaa huojuntailmiötä

havainnollistaa Dopplerin ilmiötä ja interferenssin aiheuttamaa huojuntailmiötä FYSP0 / K3 DOPPLERIN ILMIÖ Työn tavoitteita havainnollistaa Dopplerin ilmiötä ja interferenssin aiheuttamaa huojuntailmiötä harjoitella mittausarvojen poimimista Capstonen kuvaajalta sekä kerrata maksimiminimi

Lisätiedot

2.2 Ääni aaltoliikkeenä

2.2 Ääni aaltoliikkeenä 2.1 Äänen synty Siirrymme tarkastelemaan akustiikkaa eli äänioppia. Ääni on ilman tai nesteen paineen vaihteluita (pitkittäistä aaltoliikettä). Kiinteissä materiaaleissa ääni voi edetä poikittaisena aaltoliikkeenä.

Lisätiedot

3 Ääni ja kuulo. Ihmiskorva aistii paineen vaihteluita, joten yleensä äänestä puhuttaessa määritellään ääniaalto paineen vaihteluiden kautta.

3 Ääni ja kuulo. Ihmiskorva aistii paineen vaihteluita, joten yleensä äänestä puhuttaessa määritellään ääniaalto paineen vaihteluiden kautta. 3 Ääni ja kuulo 1 Mekaanisista aalloista ääni on ihmisen kannalta tärkein. Ääni on pitkittäistä aaltoliikettä, eli ilman (tai muun väliaineen) hiukkaset värähtelevät suuntaan joka on sama kuin aallon etenemissuunta.

Lisätiedot

, tulee. Käyttämällä identiteettiä

, tulee. Käyttämällä identiteettiä 44 euraavaksi käytämme tilavuusmodulin B määritelmää (katso sivu 4) B =- dp /( dv / V ). Tässä dp on paineen muutos, joka nyt on pxt (,). aamme siten dv yxt (,) p(,) x t =- B =-B. (3.3.3) V x Kun tähän

Lisätiedot

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA 1 SEISOVA AALTOLIIKE MOTIVOINTI Työssä tutkitaan poikittaista ja pitkittäistä aaltoliikettä pitkässä langassa ja jousessa. Tarkastellaan seisovaa aaltoliikettä. Määritetään aaltoliikkeen etenemisnopeus

Lisätiedot

FYS03: Aaltoliike. kurssin muistiinpanot. Rami Nuotio

FYS03: Aaltoliike. kurssin muistiinpanot. Rami Nuotio FYS03: Aaltoliike kurssin muistiinpanot Rami Nuotio päivitetty 24.1.2010 Sisältö 1. Mekaaninen aaltoliike 2 1.1. Harmoninen voima 2 1.2. Harmoninen värähdysliike 2 1.3. Mekaaninen aalto 3 1.4. Mekaanisen

Lisätiedot

Kuuloaisti. Korva ja ääni. Melu

Kuuloaisti. Korva ja ääni. Melu Kuuloaisti Ääni aaltoliikkeenä Tasapainoaisti Korva ja ääni Äänen kulku Korvan sairaudet Melu Kuuloaisti Ääni syntyy värähtelyistä. Taajuus mitataan värähtelyt/sekunti ja ilmaistaan hertseinä (Hz) Ihmisen

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Syksy 2009 Jukka Maalampi LUENTO 12 Aallot kahdessa ja kolmessa ulottuvuudessa Toistaiseksi on tarkasteltu aaltoja, jotka etenevät yhteen suuntaan. Yleisempiä tapauksia ovat

Lisätiedot

YLEINEN AALTOLIIKEOPPI

YLEINEN AALTOLIIKEOPPI YLEINEN AALTOLIIKEOPPI KEVÄT 2017 1 Saana-Maija Huttula (saana.huttula@oulu.fi) Maanantai Tiistai Keskiviikko Torstai Perjantai Vk 8 Luento 1 Mekaaniset aallot 1 Luento 2 Mekaaniset aallot 2 Ääni ja kuuleminen

Lisätiedot

Mono- ja stereoääni Stereoääni

Mono- ja stereoääni Stereoääni 1 Mitä ääni on? Olet ehkä kuulut puhuttavan ääniaalloista, jotka etenevät ilmassa näkymättöminä. Ääniaallot käyttäytyvät meren aaltojen tapaan. On suurempia aaltoja, jotka ovat voimakkaampia kuin pienet

Lisätiedot

Äänen eteneminen ja heijastuminen

Äänen eteneminen ja heijastuminen Äänen ominaisuuksia Ääni on ilmamolekyylien tihentymiä ja harventumia. Aaltoliikettä ja värähtelyä. Värähtelevä kappale synnyttää ääntä. Pistemäinen äänilähde säteilee pallomaisesti ilman esteitä. Käytännössä

Lisätiedot

Ihmiskorva havaitsee ääniaallot taajuusvälillä 20 Hz 20 khz.

Ihmiskorva havaitsee ääniaallot taajuusvälillä 20 Hz 20 khz. 3 Ääni ja kuulo 3.1 Intro e1 Mekaanisista aalloista ääni on ihmisen kannalta tärkein. Ääni on pitkittäistä aaltoliikettä, eli ilman (tai muun väliaineen) hiukkaset värähtelevät suuntaan joka on sama kuin

Lisätiedot

Yleistä. Digitaalisen äänenkäsittelyn perusteet. Tentit. Kurssin hyväksytty suoritus = Harjoitustyö 2(2) Harjoitustyö 1(2)

Yleistä. Digitaalisen äänenkäsittelyn perusteet. Tentit. Kurssin hyväksytty suoritus = Harjoitustyö 2(2) Harjoitustyö 1(2) Yleistä Digitaalisen äänenkäsittelyn perusteet Jouni Smed jouni.smed@utu.fi syksy 2006 laajuus: 5 op. (3 ov.) esitiedot: Java-ohjelmoinnin perusteet luennot: keskiviikkoisin 10 12 12 salissa β perjantaisin

Lisätiedot

Kuulohavainnon perusteet

Kuulohavainnon perusteet Kuulohavainnon ärsyke on ääni - mitä ääni on? Kuulohavainnon perusteet - Ääni on ilmanpaineen nopeaa vaihtelua: Tai veden tms. Markku Kilpeläinen Käyttäytymistieteiden laitos, Helsingin yliopisto Värähtelevä

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 28.5.2014, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 28.5.2014, malliratkaisut A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 8.5.014, malliratkaisut Kalle ja Anne tekivät fysikaalisia kokeita liukkaalla vaakasuoralla jäällä.

Lisätiedot

Kuva 1: Yksinkertainen siniaalto. Amplitudi kertoo heilahduksen laajuuden ja aallonpituus

Kuva 1: Yksinkertainen siniaalto. Amplitudi kertoo heilahduksen laajuuden ja aallonpituus Kuva 1: Yksinkertainen siniaalto. Amplitudi kertoo heilahduksen laajuuden ja aallonpituus värähtelytiheyden. 1 Funktiot ja aallot Aiemmin käsiteltiin funktioita ja miten niiden avulla voidaan kuvata fysiikan

Lisätiedot

3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1. Tsunamin synty. 3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.

3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1. Tsunamin synty. 3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut. Akustiikan perussuureita, desibelit. 3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1 Tsunamin synty 3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 2 1 Tasoaallon synty 3.1.2013

Lisätiedot

Kuva 1. Ohmin lain kytkentäkaavio. DC; 0 6 V.

Kuva 1. Ohmin lain kytkentäkaavio. DC; 0 6 V. TYÖ 37. OHMIN LAKI Tehtävä Tutkitaan metallijohtimen päiden välille kytketyn jännitteen ja johtimessa kulkevan sähkövirran välistä riippuvuutta. Todennetaan kokeellisesti Ohmin laki. Välineet Tasajännitelähde

Lisätiedot

Kuten aaltoliikkeen heijastuminen, niin myös taittuminen voidaan selittää Huygensin periaatteen avulla.

Kuten aaltoliikkeen heijastuminen, niin myös taittuminen voidaan selittää Huygensin periaatteen avulla. FYS 103 / K3 SNELLIN LAKI Työssä tutkitaan monokromaattisen valon taittumista ja todennetaan Snellin laki. Lisäksi määritetään kokonaisheijastuksen rajakulmia ja aineiden taitekertoimia. 1. Teoriaa Huygensin

Lisätiedot

= vaimenevan värähdysliikkeen taajuus)

= vaimenevan värähdysliikkeen taajuus) Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 7: MEKAANINEN VÄRÄHTELIJÄ Teoriaa Vaimeneva värähdysliike y ŷ ŷ ŷ t T Kuva. Vaimeneva värähdysliike ajan funktiona.

Lisätiedot

Puheen akustiikan perusteita Mitä puhe on? 2.luento. Äänet, resonanssi ja spektrit. Äänen tuotto ja eteneminen. Puhe äänenä

Puheen akustiikan perusteita Mitä puhe on? 2.luento. Äänet, resonanssi ja spektrit. Äänen tuotto ja eteneminen. Puhe äänenä Puheen akustiikan perusteita Mitä puhe on? 2.luento Martti Vainio Äänet, resonanssi ja spektrit Fonetiikan laitos, Helsingin yliopisto Puheen akustiikan perusteita p.1/37 S-114.770 Kieli kommunikaatiossa...

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 1 Aalto köydessä Kohdassa x olevan ainehiukkasen poikkeama tasapainosta y ajan funktiona on y( x, t) Asin( kx t 0) Ketjusääntö: Ainehiukkasen

Lisätiedot

Akustointiratkaisujen vaikutus taajuusvasteeseen

Akustointiratkaisujen vaikutus taajuusvasteeseen AALTO-YLIOPISTO Insinööritieteidenkorkeakoulu Kon-41.4005Kokeellisetmenetelmät Akustointiratkaisujen vaikutus taajuusvasteeseen Koesuunnitelma Ryhmätyö TimoHämäläinen MikkoKalliomäki VilleKallis AriKoskinen

Lisätiedot

HARJOITUS 7 SEISOVAT AALLOT TAVOITE

HARJOITUS 7 SEISOVAT AALLOT TAVOITE SEISOVAT AALLOT TAVOITE Tässä harjoituksessa opit käyttämään rakolinjaa. Toteat myös seisovan aallon kuvion kolmella eri kuormalla: oikosuljetulla, sovittamattomalla ja sovitetulla kuormalla. Tämän lisäksi

Lisätiedot

FY3: Aallot. Kurssin arviointi. Ryhmätyöt ja Vertaisarviointi. Itsearviointi. Laskennalliset ja käsitteelliset tehtävät

FY3: Aallot. Kurssin arviointi. Ryhmätyöt ja Vertaisarviointi. Itsearviointi. Laskennalliset ja käsitteelliset tehtävät FY3: Aallot Laskennalliset ja käsitteelliset tehtävät Ryhmätyöt ja Vertaisarviointi Itsearviointi Kurssin arviointi Kurssin arviointi koostuu seuraavista asioista 1) Palautettavat tehtävät (20 %) 3) Itsearviointi

Lisätiedot

Toisessa fysiikan jaksossa käsitellään Aalto-oppia. Oppikirja s. 13 82.

Toisessa fysiikan jaksossa käsitellään Aalto-oppia. Oppikirja s. 13 82. Fysiikka 2, 7. lk RUOKOLAHDEN KIRKONKYLÄN KOULU Toisessa fysiikan jaksossa käsitellään Aalto-oppia. Oppikirja s. 13 82. Tämä dokumentin versio on päivätty 6. syyskuuta 2013. Uusin löytyy osoitteesta http://rikun.net/mat

Lisätiedot

Tutkielma tasavireisestä, pythagoralaisesta ja diatonisesta sävelasteikosta Teuvo Laurinolli ( )

Tutkielma tasavireisestä, pythagoralaisesta ja diatonisesta sävelasteikosta Teuvo Laurinolli ( ) Tutkielma tasavireisestä, pythagoralaisesta ja diatonisesta sävelasteikosta Teuvo Laurinolli (8.2.2015) Johdanto Tarkastelemme sävelkorkeuksia (värähdystaajuuksia) yhden oktaavin alueella (esim. C1...

Lisätiedot

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ TYÖOHJE 14.7.2010 JMK, TSU 33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ Laitteisto: Kuva 1. Kytkentä solenoidin ja toroidin magneettikenttien mittausta varten. Käytä samaa digitaalista jännitemittaria molempien

Lisätiedot

7. Resistanssi ja Ohmin laki

7. Resistanssi ja Ohmin laki Nimi: LK: SÄHKÖ-OPPI Tarmo Partanen Teoria (Muista hyödyntää sanastoa) 1. Millä nimellä kuvataan sähköisen komponentin (laitteen, johtimen) sähkön kulkua vastustavaa ominaisuutta? 2. Miten resistanssi

Lisätiedot

Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1

Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1 Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1 Kalle Hyvönen Työ tehty 1. joulukuuta 008, Palautettu 30. tammikuuta 009 1 Assistentti: Mika Torkkeli Tiivistelmä Laboratoriossa tehdyssä ensimmäisessä kokeessa

Lisätiedot

Esimerkki - Näkymätön kuu

Esimerkki - Näkymätön kuu Inversio-ongelmat Inversio = käänteinen, päinvastainen Inversio-ongelmilla tarkoitetaan (suoran) ongelman ratkaisua takaperin. Arkipäiväisiä inversio-ongelmia ovat mm. lääketieteellinen röntgentomografia

Lisätiedot

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi Physica 9. painos (0) RATKAST. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi RATKAST:. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi. a) Vaihtovirran tehollinen arvo on yhtä suuri kuin sellaisen tasavirran arvo, joka tuottaa vastuksessa

Lisätiedot

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 Fy06 Koe 0.5.015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 alitse kolme tehtävää. 6p/tehtävä. 1. Mitä mieltä olet seuraavista väitteistä. Perustele lyhyesti ovatko väitteet totta vai tarua. a. irtapiirin hehkulamput

Lisätiedot

FYSP101/K1 KINEMATIIKAN KUVAAJAT

FYSP101/K1 KINEMATIIKAN KUVAAJAT FYSP101/K1 KINEMATIIKAN KUVAAJAT Työn tavoitteita tutustua kattavasti DataStudio -ohjelmiston käyttöön syventää kinematiikan kuvaajien (paikka, nopeus, kiihtyvyys) hallintaa oppia yhdistämään kinematiikan

Lisätiedot

Tekijä Pitkä matematiikka

Tekijä Pitkä matematiikka K1 Tekijä Pitkä matematiikka 5 7..017 a) 1 1 + 1 = 4 + 1 = 3 = 3 4 4 4 4 4 4 b) 1 1 1 = 4 6 3 = 5 = 5 3 4 1 1 1 1 1 K a) Koska 3 = 9 < 10, niin 3 10 < 0. 3 10 = (3 10 ) = 10 3 b) Koska π 3,14, niin π

Lisätiedot

KERTAUS KERTAUSTEHTÄVIÄ K1. P( 1) = 3 ( 1) + 2 ( 1) ( 1) 3 = = 4

KERTAUS KERTAUSTEHTÄVIÄ K1. P( 1) = 3 ( 1) + 2 ( 1) ( 1) 3 = = 4 KERTAUS KERTAUSTEHTÄVIÄ K1. P( 1) = 3 ( 1) + ( 1) + 3 ( 1) 3 = 3 + 3 = 4 K. a) x 3x + 7x 5x = 4x + 4x b) 5x 3 (1 x ) = 5x 3 1 + x = 6x 4 c) (x + 3)(x 4) = x 3 4x + 3x 1 = x 3 + 3x 4x 1 Vastaus: a) 4x +

Lisätiedot

Opetusmateriaali. Tutkimustehtävien tekeminen

Opetusmateriaali. Tutkimustehtävien tekeminen Opetusmateriaali Tämän opetusmateriaalin tarkoituksena on opettaa kiihtyvyyttä mallintamisen avulla. Toisena tarkoituksena on hyödyntää pikkuautoa ja lego-ukkoa fysiikkaan liittyvän ahdistuksen vähentämiseksi.

Lisätiedot

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin Kari Eloranta 2016 Jyväskylän Lyseon lukio 11. tammikuuta 2016 Kokeen rakenne Fysiikan kokeessa on 13 tehtävää, joista vastataan kahdeksaan. Tehtävät 12 ja 13 ovat

Lisätiedot

3 TOISEN ASTEEN POLYNOMIFUNKTIO

3 TOISEN ASTEEN POLYNOMIFUNKTIO 3 TOISEN ASTEEN POLYNOMIFUNKTIO POHDITTAVAA 1. Kuvasta voidaan arvioida, että frisbeegolfkiekko käy noin 9 metrin korkeudella ja se lentää noin 40 metrin päähän. Vastaus: Frisbeegolfkiekko käy n. 9 m:n

Lisätiedot

PULLEAT VAAHTOKARKIT

PULLEAT VAAHTOKARKIT PULLEAT VAAHTOKARKIT KOHDERYHMÄ: Työ soveltuu alakouluun kurssille aineet ympärillämme ja yläkouluun kurssille ilma ja vesi. KESTO: Työ kestää n.30-60min MOTIVAATIO: Työssä on tarkoitus saada positiivista

Lisätiedot

RATKAISUT: 16. Peilit ja linssit

RATKAISUT: 16. Peilit ja linssit Physica 9 1 painos 1(6) : 161 a) Kupera linssi on linssi, jonka on keskeltä paksumpi kuin reunoilta b) Kupera peili on peili, jossa heijastava pinta on kaarevan pinnan ulkopinnalla c) Polttopiste on piste,

Lisätiedot

S-114.2720 Havaitseminen ja toiminta

S-114.2720 Havaitseminen ja toiminta S-114.2720 Havaitseminen ja toiminta Heikki Hyyti 60451P Harjoitustyö 2 visuaalinen prosessointi Treismanin FIT Kuva 1. Kuvassa on Treismanin kokeen ensimmäinen osio, jossa piti etsiä vihreätä T kirjainta.

Lisätiedot

Ultraäänen kuvausartefaktat. UÄ-kuvantamisen perusoletukset. Outi Pelkonen OYS, Radiologian Klinikka 29.4.2005

Ultraäänen kuvausartefaktat. UÄ-kuvantamisen perusoletukset. Outi Pelkonen OYS, Radiologian Klinikka 29.4.2005 Ultraäänen kuvausartefaktat Outi Pelkonen OYS, Radiologian Klinikka 29.4.2005 kaikissa radiologisissa kuvissa on artefaktoja UÄ:ssä artefaktat ovat kaikuja, jotka näkyvät kuvassa, mutta eivät vastaa sijainniltaan

Lisätiedot

3 ÄÄNI. Sovelletaan nytkin impulssiteoreemaa. Liikkuvaan nesteosaan vaikuttava A ja sen aiheuttama liikemäärän muutos, on nesteosan massa.

3 ÄÄNI. Sovelletaan nytkin impulssiteoreemaa. Liikkuvaan nesteosaan vaikuttava A ja sen aiheuttama liikemäärän muutos, on nesteosan massa. 37 3 ÄÄNI Yksi ihmisen kannalta tärkeimmistä luonnossa esiintyvistä aaltoilmiöistä muodostuu ilmassa etenevistä pitkittäisistä aalloista eli ääniaalloista (sound waves). Tarkastelemme nyt ääntä lähinnä

Lisätiedot

16 ÄÄNI JA KUULEMINEN (Sound and Hearing)

16 ÄÄNI JA KUULEMINEN (Sound and Hearing) 8 16 ÄÄNI JA KUULEMINEN (Sound and Hearing) Ihmisen kannalta yksi tärkeimmistä luonnossa esiintyvistä aaltoilmiöistä muodostuu ilmassa etenevistä pitkittäisistä aalloista eli ääniaalloista (sound waves)

Lisätiedot

F2k-laboratorio: Ääni ja sähkömagnetismi

F2k-laboratorio: Ääni ja sähkömagnetismi F2k-laboratorio: Ääni ja sähkömagnetismi Työpiste: Sähkömagneetti 1. Magneetit saavat asiat liikkumaan koskettamatta niitä. On olemassa pysyviä magneetteja (esim. jääkaappimagneetti, neodymiummagneetti)

Lisätiedot

Akustiikka ja toiminta

Akustiikka ja toiminta Akustiikka ja toiminta Äänitiede on kutsumanimeltään akustiikka. Sana tulee Kreikan kielestä akoustos, joka tarkoittaa samaa kuin kuulla. Tutkiessamme värähtelyjä ja säteilyä, voimme todeta että värähtely

Lisätiedot

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät Ongelma: Tähdet ovat kaukana... Objektiivi Esine Objektiivi muodostaa pienennetyn ja ylösalaisen kuvan Tarvitaan useita linssejä tai peilejä! syys 23 11:04 Galilein

Lisätiedot

Luento 16: Ääniaallot ja kuulo

Luento 16: Ääniaallot ja kuulo Luento 16: Ääniaallot ja kuulo Pikajohdanto elastisuusteoriaan* Ääniaallot* Aaltojen interferenssi Doppler* Laskettuja esimerkkejä Ajankohtaista Luennon sisältö Pikajohdanto elastisuusteoriaan* Ääniaallot*

Lisätiedot

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut: MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut: 1 Funktio 1.1 Piirretään koordinaatistoakselit ja sijoitetaan pisteet: 1 1. a) Funktioiden nollakohdat löydetään etsimällä kuvaajien ja - akselin leikkauspisteitä.

Lisätiedot

SÄHKÖMAGNEETTINEN KYTKEYTYMINEN

SÄHKÖMAGNEETTINEN KYTKEYTYMINEN SÄHKÖMAGNEETTINEN KYTKEYTYMINEN H. Honkanen SÄHKÖMAGNEETTISEN KYTKEYTYMISEN TEORIAA Sähkömagneettinen kytkeytyminen on häiiöiden siitymistä sähkömagneettisen aaltoliikkeen välityksellä. Sähkömagneettisen

Lisätiedot

6. Äänitasomittauksia Fysiikka IIZF2020

6. Äänitasomittauksia Fysiikka IIZF2020 6. Äänitasomittauksia Fysiikka IIZF2020 Juha Jokinen (Selostuksesta vastaava) Janne Kivimäki Antti Lahti Mittauspäivä: 10.2.2009 Laboratoriotyön selostus 21.2.2009 Audio measurements. In this physics assignment

Lisätiedot

Tekijä MAA2 Polynomifunktiot ja -yhtälöt = Vastaus a)

Tekijä MAA2 Polynomifunktiot ja -yhtälöt = Vastaus a) K1 a) Tekijä MAA Polynomifunktiot ja -yhtälöt 6.8.016 ( + + ) + ( ) = + + + = + + + = + 4 b) 4 4 ( 5 + ) ( 5 + 1) = 5 + + 5 + 1 4 = + + + 4 = + 5 5 1 1 Vastaus a) 4 + b) 4 + 1 K a) f ( ) = + 1 f () = +

Lisätiedot

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 3 Kevät E 1 + c 2 m 2 = E (1) p 1 = P (2) E 2 1

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 3 Kevät E 1 + c 2 m 2 = E (1) p 1 = P (2) E 2 1 763306A JOHDATUS SUHTLLISUUSTORIAAN Ratkaisut 3 Kevät 07. Fuusioreaktio. Lähdetään suoraan annetuista yhtälöistä nergia on suoraan yhtälön ) mukaan + m ) p P ) m + p 3) M + P 4) + m 5) Ratkaistaan seuraavaksi

Lisätiedot

4 TOISEN ASTEEN YHTÄLÖ

4 TOISEN ASTEEN YHTÄLÖ Huippu Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty 7.4.016 4 TOISEN ASTEEN YHTÄLÖ POHDITTAVAA 1. Merkitään toisen neliön sivun pituutta kirjaimella x. Tällöin toisen neliön sivun pituus on

Lisätiedot

Yleistä äänestä. Ääni aaltoliikkeenä. (lähde

Yleistä äänestä. Ääni aaltoliikkeenä. (lähde Yleistä äänestä (lähde www.paroc.fi) Ääni aaltoliikkeenä Ilmaääntä voidaan ajatella paineen vaihteluna ilmassa. Sillä on aallonpituus, taajuus ja voimakkuus. Ääni etenee lähteestä kohteeseen väliainetta

Lisätiedot

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3 51384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3 1. Tutkitaan mikroliuskajohtoa, jonka substraattina on kvartsi (ε r 3,8) ja jonka paksuus (h) on,15 mm. a) Mikä on liuskan leveyden w oltava, jotta ominaisimpedanssi

Lisätiedot

1 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

1 Ensimmäisen asteen polynomifunktio Ensimmäisen asteen polynomifunktio ENNAKKOTEHTÄVÄT. a) f(x) = x 4 b) Nollakohdassa funktio f saa arvon nolla eli kuvaaja kohtaa x-akselin. Kuvaajan perusteella funktion nollakohta on x,. c) Funktion f

Lisätiedot

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet:

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet: Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet: PALKKIANTURI Työssä tutustutaan palkkianturin toimintaan ja havainnollistetaan sen avulla pienten ainepitoisuuksien havainnointia. Työn mittaukset on jaettu kolmeen osaan,

Lisätiedot

Kuulohavainto ympäristössä

Kuulohavainto ympäristössä Weber-Fechner Kivun gate control fys _ muutos hav _ muutos k fys _ taso Jos tyypillisessä sisätilavalaistuksessa (noin 100 cd/m2), voi havaita seinällä valotäplän, jonka kirkkaus on 101 cd/m2). Kuinka

Lisätiedot

Infraäänimittaukset. DI Antti Aunio, Aunio Group Oy

Infraäänimittaukset. DI Antti Aunio, Aunio Group Oy Infraäänimittaukset DI Antti Aunio, Aunio Group Oy antti.aunio@aunio.fi Mitä infraääni on? Matalataajuista ilmanpaineen vaihtelua Taajuusalue < 20 Hz Ihmisen kuuloalue on tyypillisesti 20-20 000 Hz Osa

Lisätiedot

6.8 Erityisfunktioiden sovelluksia

6.8 Erityisfunktioiden sovelluksia 6.8 Erityisfunktioiden sovelluksia Tässä luvussa esitellään muutama esimerkki, joissa käytetään hyväksi eksponentti-, logaritmi- sekä trigonometrisia funktioita. Ensimmäinen esimerkki juontaa juurensa

Lisätiedot

1. Perusteita. 1.1. Äänen fysiikkaa. Ääniaalto. Aallonpituus ja amplitudi. Taajuus (frequency) Äänen nopeus

1. Perusteita. 1.1. Äänen fysiikkaa. Ääniaalto. Aallonpituus ja amplitudi. Taajuus (frequency) Äänen nopeus 1. Perusteita 1. Äänen fysiikkaa 2. Psykoakustiikka 3. Äänen syntetisointi 4. Samplaus ja kvantisointi 5. Tiedostoformaatit 1.1. Äänen fysiikkaa ääni = väliaineessa etenevä mekaaninen värähtely (aaltoliike),

Lisätiedot

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut: MAB - Harjoitustehtävien ratkaisut: Funktio. Piirretään koordinaatistoakselit ja sijoitetaan pisteet:. a) Funktioiden nollakohdat löydetään etsimällä kuvaajien ja - akselin leikkauspisteitä. Funktiolla

Lisätiedot

Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA

Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/5 Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA TYÖN TAVOITE Työssä perehdytään optisiin ilmiöihin tutkimalla valon kulkua linssisysteemeissä ja prismassa. Tavoitteena on saada

Lisätiedot

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA 9.2.2011

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA 9.2.2011 PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA 9..0 Kokeessa saa vastata enintään kymmeneen tehtävään.. Sievennä a) 9 x x 6x + 9, b) 5 9 009 a a, c) log 7 + lne 7. Muovailuvahasta tehty säännöllinen tetraedri muovataan

Lisätiedot

DC-moottorin pyörimisnopeuden mittaaminen back-emf-menetelmällä

DC-moottorin pyörimisnopeuden mittaaminen back-emf-menetelmällä 1 DC-moottorin pyörimisnopeuden mittaaminen back-emf-menetelmällä JK 23.10.2007 Johdanto Harrasteroboteissa käytetään useimmiten voimanlähteenä DC-moottoria. Tämä moottorityyppi on monessa suhteessa kätevä

Lisätiedot

Sisällysluettelo. Yleiset säännöt 2, 3. Mittaus 4. Katsastus 4. Akku / Kaapelit moottoritilassa 4-5. Vahvistin, Kaiutinkotelo(t), Kaapelit 5-6

Sisällysluettelo. Yleiset säännöt 2, 3. Mittaus 4. Katsastus 4. Akku / Kaapelit moottoritilassa 4-5. Vahvistin, Kaiutinkotelo(t), Kaapelit 5-6 1 Sisällysluettelo Yleiset säännöt 2, 3 Mittaus 4 Katsastus 4 Akku / Kaapelit moottoritilassa 4-5 Vahvistin, Kaiutinkotelo(t), Kaapelit 5-6 Luokat 6-7 Pistetaulukko 7 Osallistumismaksu 8 2 Team EastAudio

Lisätiedot

Mittausprojekti 2017

Mittausprojekti 2017 Mittausprojekti 2017 Hajonta et al Tulos vs. mittaus? Tilastolliset tunnusluvut pitää laskea (keskiarvot ja hajonnat). Tuloksia esitetään, ei sitä kuinka paljon ryhmä teki töitä mitatessaan. Yksittäisiä

Lisätiedot

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 HILA JA PRISMA

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 HILA JA PRISMA FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT HILA JA PRISMA MIKKO LAINE 9. toukokuuta 05. Johdanto Tässä työssä muodostamme lasiprisman dispersiokäyrän ja määritämme työn tekijän silmän herkkyysrajan punaiselle valolle. Lisäksi

Lisätiedot

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!!

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! 1. Vastaa, ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin. Perustelua ei tarvitse kirjoittaa. a) Atomi ei voi lähettää

Lisätiedot

Vastaukset. 1. kaksi. 3. Pisteet eivät ole samalla suoralla. d) x y = x e) 5. a) x y = 2x

Vastaukset. 1. kaksi. 3. Pisteet eivät ole samalla suoralla. d) x y = x e) 5. a) x y = 2x Vastaukset. kaksi. y - - x - - 3. Pisteet eivät ole samalla suoralla. d) x y = x 0 0 3 3 e) 5. a) b) x y = x 0 0 3 6 98 6. a) b) x y = x + 0 3 5 6 7 7. a) b) x y = x - 3 0-3 - 3 3 8. 99 a) y = b) y = -

Lisätiedot

2 arvo muuttujan arvolla

2 arvo muuttujan arvolla Mb Mallikoe Määritä funktion f ( ) arvo muuttujan arvolla a) b) c) k 6 a) Määritä suorien y 0 ja y leikkauspiste b) Määritä suoran yhtälö, kun se kulkee pisteen (, ) kautta ja on yhdensuuntainen suoran

Lisätiedot

Harjoitustehtävien vastaukset

Harjoitustehtävien vastaukset Harjoitustehtävien vastaukset Esimerkiksi kaiutinelementti, rumpukalvo (niin rummussa kuin korvassa), jännitetty kuminauha tai kielisoittimien (esimerkiksi viulu, kitara) kielet, kellon koneisto, heiluri,

Lisätiedot

Työn tavoitteita. 1 Teoriaa

Työn tavoitteita. 1 Teoriaa FYSP103 / K3 BRAGGIN DIFFRAKTIO Työn tavoitteita havainnollistaa röntgendiffraktion periaatetta konkreettisen laitteiston avulla ja kerrata luennoilla läpikäytyä teoriatietoa Röntgendiffraktio on tärkeä

Lisätiedot

Käsitteet: ilmanpaine, ilmakehä, lappo, kaasu, neste

Käsitteet: ilmanpaine, ilmakehä, lappo, kaasu, neste 8 3 Paine Käsitteet: ilmanpaine, ilmakehä, lappo, kaasu, neste i Ilma on ainetta ja se vaatii oman tilavuutensa. Ilmalla on massa. Maapallon ympärillä on ilmakehä. Me asumme ilmameren pohjalla. Me olemme

Lisätiedot

Tiistai klo 10-12 Jari Eerola 20.1.2015

Tiistai klo 10-12 Jari Eerola 20.1.2015 Tiistai klo 10-12 Jari Eerola 20.1.2015 } 20.1. Kuvaajatyypit ja ohjelmat Analyysiohjelmista Praat ja Sonic Visualiser Audacity } 27.1. Nuotinnusohjelmista Nuotinnusohjelmista Musescore } Tietokoneavusteinen

Lisätiedot

TASAVIRTAPIIRI - VASTAUSLOMAKE

TASAVIRTAPIIRI - VASTAUSLOMAKE TASAVIRTAPIIRI - VASTAUSLOMAKE Ryhmä Tekijä 1 Pari Tekijä 2 Päiväys Assistentti Täytä mittauslomake lyijykynällä. Muista erityisesti virhearviot ja suureiden yksiköt! 4 Esitehtävät 1. Mitä tarkoitetaan

Lisätiedot

Digitaalinen audio

Digitaalinen audio 8003203 Digitaalinen audio Luennot, kevät 2005 Tuomas Virtanen Tampereen teknillinen yliopisto Kurssin tavoite Johdanto 2 Tarjota tiedot audiosignaalinkäsittelyn perusteista perusoperaatiot, sekä niissä

Lisätiedot

Tietoliikennesignaalit & spektri

Tietoliikennesignaalit & spektri Tietoliikennesignaalit & spektri 1 Tietoliikenne = informaation siirtoa sähköisiä signaaleja käyttäen. Signaali = vaihteleva jännite (tms.), jonka vaihteluun on sisällytetty informaatiota. Signaalin ominaisuuksia

Lisätiedot

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3. Ohjeita: Tee jokainen tehtävä siististi omalle sivulleen/sivuilleen. Merkitse jos tehtävä jatkuu seuraavalle konseptille. Kirjoita ratkaisuihin näkyviin tarvittavat välivaiheet ja perustele lyhyesti käyttämästi

Lisätiedot

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0 Juuri 8 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty 8.9.07 Kertaus K. a) 6 4 64 0, 0 0 0 0 b) 5 6 = 5 6 = =, 0 c) d) K. a) b) c) d) 4 4 4 7 4 ( ) 7 7 7 7 87 56 7 7 7 6 6 a a a, a > 0 6 6 a

Lisätiedot

Opetusmateriaali. Fermat'n periaatteen esittely

Opetusmateriaali. Fermat'n periaatteen esittely Opetusmateriaali Fermat'n periaatteen esittely Hengenpelastajan tehtävässä kuvataan miten hengenpelastaja yrittää hakea nopeinta reittiä vedessä apua tarvitsevan ihmisen luo - olettaen, että hengenpelastaja

Lisätiedot

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT Työn tavoitteita o Havainnollistaa vaihtovirtapiirien toimintaa o Syventää ymmärtämystä aiheeseen liittyvästä fysiikasta 1 Johdanto Tasavirta oli 1900 luvun alussa kilpaileva

Lisätiedot

Työ 31A VAIHTOVIRTAPIIRI. Pari 1. Jonas Alam Antti Tenhiälä

Työ 31A VAIHTOVIRTAPIIRI. Pari 1. Jonas Alam Antti Tenhiälä Työ 3A VAIHTOVIRTAPIIRI Pari Jonas Alam Antti Tenhiälä Selostuksen laati: Jonas Alam Mittaukset tehty: 0.3.000 Selostus jätetty: 7.3.000 . Johdanto Tasavirtapiirissä sähkövirta ja jännite käyttäytyvät

Lisätiedot

THE audio feature: MFCC. Mel Frequency Cepstral Coefficients

THE audio feature: MFCC. Mel Frequency Cepstral Coefficients THE audio feature: MFCC Mel Frequency Cepstral Coefficients Ihmiskuulo MFCC- kertoimien tarkoituksena on mallintaa ihmiskorvan toimintaa yleisellä tasolla. Näin on todettu myös tapahtuvan, sillä MFCC:t

Lisätiedot

Valon havaitseminen. Näkövirheet ja silmän sairaudet. Silmä Näkö ja optiikka. Taittuminen. Valo. Heijastuminen

Valon havaitseminen. Näkövirheet ja silmän sairaudet. Silmä Näkö ja optiikka. Taittuminen. Valo. Heijastuminen Näkö Valon havaitseminen Silmä Näkö ja optiikka Näkövirheet ja silmän sairaudet Valo Taittuminen Heijastuminen Silmä Mitä silmän osia tunnistat? Värikalvo? Pupilli? Sarveiskalvo? Kovakalvo? Suonikalvo?

Lisätiedot

4757 4h. MAGNEETTIKENTÄT

4757 4h. MAGNEETTIKENTÄT TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 FYSIIKAN LABORATORIO V 1.6 5.014 4757 4h. MAGNEETTIKENTÄT TYÖN TAVOITE Työssä tutkitaan vitajohtimen aiheuttamaa magneettikentää. VIRTAJOHTIMEN SYNNYTTÄMÄ MAGNEETTIKENTTÄ

Lisätiedot

RAKENNUSAKUSTIIKKA - ILMAÄÄNENERISTÄVYYS

RAKENNUSAKUSTIIKKA - ILMAÄÄNENERISTÄVYYS 466111S Rakennusfysiikka, 5 op. RAKENNUSAKUSTIIKKA - ILMAÄÄNENERISTÄVYYS Opettaja: Raimo Hannila Luentomateriaali: Professori Mikko Malaska Oulun yliopisto LÄHDEKIRJALLISUUTTA Suomen rakentamismääräyskokoelma,

Lisätiedot

Lego Mindstorms NXT. OPH oppimisympäristöjen kehittämishanke 2011-2013. (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights Reserved 1

Lego Mindstorms NXT. OPH oppimisympäristöjen kehittämishanke 2011-2013. (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights Reserved 1 Lego Mindstorms NXT OPH oppimisympäristöjen kehittämishanke 2011-2013 (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights Reserved 1 Anturi- ja moottoriportit A B C 1 2 3 4 (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights

Lisätiedot

Jousen jousivoiman riippuvuus venymästä

Jousen jousivoiman riippuvuus venymästä 1 Jousen jousivoiman riippuvuus venymästä Mikko Vestola Koulun nimi Fysiikka luonnontieteenä FY3-Projektityö 12..2002 Arvosana: K+ (10) 2 1. Tutkittava ilmiö Tehtävänä oli tehdä oppikirjan tutkimustehtävä

Lisätiedot

1/6 TEKNIIKKA JA LIIKENNE FYSIIKAN LABORATORIO V1.31 9.2011

1/6 TEKNIIKKA JA LIIKENNE FYSIIKAN LABORATORIO V1.31 9.2011 1/6 333. SÄDEOPTIIKKA JA FOTOMETRIA A. INSSIN POTTOVÄIN JA TAITTOKYVYN MÄÄRITTÄMINEN 1. Työn tavoite. Teoriaa 3. Työn suoritus Työssä perehdytään valon kulkuun väliaineissa ja niiden rajapinnoissa sädeoptiikan

Lisätiedot