Jak vypadá zvukový záznam samohlásek a pískání

Použité senzory: Mikrofon (funkce Zvukový záznam v aplikaci Phyphox)

Kategorie: Akustika

Potřeby: aplikace Phyphox, člověk, který umí pískat, popř. lahev, nebo hudební nástroj

Teorie

Zvuk je mechanické vlnění, které se šíří prostředím, jako je vzduch. Lze jej znázornit pomocí vlnového tvaru (waveform), kde oscilace odpovídají změnám tlaku způsobeným zvukovými vlnami. Hlasitost zvuku ovlivňuje velikost vrcholů vlny (amplitudu), zatímco výška tónu (frekvence) ovlivňuje vzdálenost mezi vrcholy. Vyšší tóny mají vyšší frekvenci, což znamená, že vrcholy jsou blíže u sebe. Kromě toho mají různé zvuky, jako jsou samohlásky, specifický tvar vlny, který souvisí s formanty, což jsou rezonance lidského hlasového traktu.

Postup

Začněte tím, že vytvoříte zvuk pískáním. Pokud studenti neumí pískat, mohou vytvořit zvuk foukáním přes hrdlo láhve nebo hraním na hudební nástroj, například flétnu nebo kytaru. Pískněte hlasitý, rovnoměrný tón a na obrazovce sledujte vytvořený vlnový tvar. Pokud se vlnový tvar nezachytí na první pokus, experiment zopakujte a snažte se během pískání zastavit zobrazení vlny.

Další pokus proveďte s tišším pískáním a sledujte změny vlnového tvaru. Poté pískněte vysoký tón a následně nízký tón a pozorujte, jak se vlnový tvar mění. Hlasitost ovlivňuje velikost vrcholů vlny (Obr. 1), zatímco výška tónu ovlivňuje jejich rozestupy (Obr. 2).

Pro zkoumání zvuku samohlásek (Obr. 3) nahrajte jednotlivé samohlásky (například "a", "e", "i", "o", "u") a sledujte jejich vlnové tvary. Každá samohláska má specifický tvar vlny, který odpovídá různým formantům. Formanty jsou zřetelné na frekvenčním spektru jako vrcholy, které odpovídají rezonancím v hlasovém traktu. Změny tvaru vlny jsou způsobeny rozdílným nastavením rtů, jazyka a hrtanu při vyslovování jednotlivých samohlásek.

Obrázek 1. Rozdíl mezi tichým (vlevo) a hlasitým (vpravo) tónem stejné frekvence při pískání. 

Obrázek 2. Rozdíl mezi vysokým (vlevo) a nízkým (vpravo) tónem při pískání. 

Obrázek 3. Časový záznam samohlásky "u". 

Poznámky

Pokud studenti nemohou (neumí) pískat, alternativou je foukání přes láhev nebo použití hudebního nástroje, jako je flétna nebo kytara. Při záznamu samohlásek je důležité zajistit tiché prostředí, aby se minimalizoval vliv okolních zvuků. Důraz klaďte na pozorování rozdílů mezi jednotlivými samohláskami a na pochopení vztahu mezi vlnovým tvarem, amplitudou a frekvencí.