XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
3 телефона, созданные в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Летние каникулы я провела у бабушки и дедушки. Мое внимание привлек их домашний телефон. Он был с необычной трубкой и диском. Такого я еще никогда не видела. У нас дома тоже есть домашний телефон. Он немного похож на мобильный, с ним можно легко передвигаться по квартире. Здесь же все было сложнее. Трубка соединена с аппаратом проводом, а сам аппарат далеко не унесешь, а лишь на небольшое расстояние от розетки. Да и еще этот необычный диск…
Мой дедушка показал мне, как пользоваться этим телефоном, а, самое главное, как набирать номер с помощью этого диска. Он рассказал мне, что раньше телефоны были не у всех, установка телефона в квартиру была не такой доступной, как сегодня.
А еще дедушка рассказал, как в детстве он сильно мечтал о домашнем телефоне, чтобы созваниваться с друзьями. И однажды он со своим другом смастерили собственный телефон из жестяных банок.
Я не поверила дедушке. Подумала, что он, как обычно, шутит. Но все же решила попробовать сделать такой телефон сама и проверить его работу.
Гипотеза: создать проводной телефон самому возможно.
Цель: - создать проводной телефон из подручных материалов;
- проверить его работу;
- определить, зависит ли качество его работы от используемых материалов.
Исходя из цели были поставлены следующие задачи:
- изучить принцип работы проводного телефона;
- используя подручные материалы создать конструкцию телефона;
- провести исследования.
Объект исследования: проводной телефон из подручных материалов.
Предмет исследования: зависимость качества передаваемого звука от материала соединительного провода, трубки и от длины провода.
В ходе работы я использовала следующие методы:
- изучение литературы;
- поиск информации в Интернете;
- наблюдение за изменением качества передаваемого звука.
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 История появления телефона
Первый телефон появился в 1876 году. Его автором считается американский ученый Александр Белл. Это была огромная конструкция весом 8 килограмм и состояла из железного ящика с рычагом и двух трубок. В одну из которых нужно было говорить, а в другую – слушать. Чтобы телефон заработал необходимо было крутить рычаг.
С тех пор прошло уже почти 150 лет, и телефонный аппарат очень сильно изменился. Однако принцип его работы остался неизменным вплоть до того времени, пока не появились радио- и мобильные телефоны.
1.2. Принцип работы проводного телефона
Звук – это волна, которая распространяется в пространстве. Поэтому при создании первых телефонов было принято решение соединять аппараты между собой электрическими проводами, чтобы пустить звуковую волну по этому проводу в нужном направлении. Но услышать что-либо в трубке было практически невозможно, потому что электрический шум заглушал передаваемый звук. Тогда и было принято решение преобразовать звуковой сигнал в электрический. Именно это и легло в основу работы телефона.
В каждом телефонном аппарате есть устройство, которое преобразовывает звуковую волну в электрическую. Электрическая волна «бежит» по проводам и, добежав до нужного абонента, преобразовывается на его аппарате обратно в звуковую волну. Благодаря этим преобразованиям не только улучшилось качество передаваемого звука, но и стало возможным увеличить расстояние для переговоров.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Создание проводного телефона
Узнав о принципе работы проводного телефона и используя рассказ моего дедушки, я решила сделать проводной телефон из двух жестяных банок и нитки.
Для этого в середине дна каждой банки я сделала отверстие с помощью гвоздя. С первого раза у меня не получилось, поэтому пришлось попросить взрослых мне помочь. Для своего аппарата я решила взять нить длиной 15 метров. Я продела ее в каждое из отверстий и изнутри привязала к серединкам спичек (рисунок 2.1). Мой телефон готов!
Рисунок 2.1 – Телефон из жестяных банок
Осталось проверить его в работе. Я попросила свою подружку мне помочь. Мы стали на расстоянии нити друг от друга. Я стала говорить в банку, а она слушать. А потом все наоборот (рисунок 2.2). Телефон работал. Но звук был тихий, а речь неразборчивой. Тогда мы, по совету нашей учительницы, натянули нить, и слышимость значительно увеличилась.
Рисунок 2.2 – Испытание телефона из жестяных банок
Вывод: Чтобы передача звука была хорошей, нить должна быть натянутой и не должна соприкасаться с другими предметами.
2.2 Зависит ли качество передаваемого звука от длины соединительного провода?
Я решила посмотреть, изменится ли качество передачи звука, если длину нити изменить. Для этого я сразу увеличила ее длину до 20 метров, а потом уменьшила до 7 и 5 метров. Результаты записала (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Зависимость качества передаваемого звука от длины соединительного провода
|
Длина нити |
15 |
20 |
7 |
5 |
|
Как слышно |
Тихо, слышно отчетливо |
Тихо, некоторые слова непонятны |
Отчетливо, громко |
Отчетливо, но сбивает голос говорящего, потому что он очень близко |
Вывод: Оптимальная длина нити – 10-15 метров. При большей длине часть звука теряется в воздухе, и слова становятся непонятными. При меньшей длине часть звука по воздуху долетает до нас быстрее и мешает воспринимать передаваемый по нити звук.
2.3 Зависит ли качество передаваемого звука от качества соединительного провода?
Наш телефон заработал, когда мы хорошо натянули нить. И я задумалась, а если заменить нить на что-то более жесткое, поменяется ли качество передачи звука?
Для этого я решила заменить нить на леску такой же длины и сравнить услышанные звуки (рисунок 2.3).
Рисунок 2.3 – Испытание телефона из жестяных банок
В результате более четкий звук был при использовании лески.
Вывод: Чем выше жесткость соединительного провода, тем качество передаваемого звука выше.
2.4 Зависит ли качество передаваемого звука от материла трубки телефона?
Когда я пробивала дырки в жестяных банках, то столкнулась с тем, что это совсем непросто сделать. Тогда я подумала, что намного проще было бы использовать вместо жестяных банок пластиковые стаканчики, например, из-под сметаны.
Я решила проверить, зависит ли качество передаваемого звука от материала, из которого сделаны трубки телефона.
Для этого я сделала еще один телефон по такой же схеме, но использовала вместо жестяных банок пластиковые стаканчики (рисунок 2.4). Соединительный провод остался такой же (леска длиной 10 метров).
Рисунок 2.4 – Телефон из пластиковых стаканчиков
Потом я решила сделать еще один телефон, но в качестве трубки использовать уже спичечный коробок. Швейной иглой я проколола отверстие в коробке и продела в него леску, которую завязала за середину спички. Так я закрепила леску со спичечным коробком. Длина лески, как и раньше, осталась такой же. А вот форма трубки изменилась. Теперь она стала прямоугольной (рисунок 2.5).
Рисунок 2.5 – Телефон из спичечных коробков
Я сравнила звуки, услышанные в разных телефонах, и результаты записала (таблица 2.2).
Таблица 2.2 – Зависимость качества передаваемого звука от материла трубки телефона
|
Материал трубки |
Как слышно |
|
Жестяная банка |
Громко, отчетливо |
|
Пластиковый стаканчик |
Тихо, отчетливо |
|
Спичечный коробок |
Тихо, некоторые слова непонятны |
Вывод: Качество передаваемого звука зависит от материала трубки. Чем жестче материал, тем переданный звук более четкий и громкий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Все проведенные мною исследования показали. Что звук хорошо распространяется в воздухе, но еще лучше через твердые тела.
Моя гипотеза работает. Создать проводной телефон самому действительно возможно.
У меня получилось сделать три различные конструкции проводного телефона, которые действительно работают. Конечно, они не будут работать также хорошо, как настоящие, и по ним нельзя связаться с другим городом. Но позвонить из комнаты в комнату можно, и слышно будет очень хорошо.
В дальнейшем я планирую продолжить изучать звук и звуковые явления. Мне хотелось бы узнать, как сохраняется звук, и как работают звукозаписывающие устройства.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
«Безумная наука. Опыты, игры, изобретения» / Пер. с английского Н.Л. Конча. - М.: ООО «РОСМЭН», 2019. – 127с.
«Научные эксперименты по физике для детей и взрослых» / Л.Д. Вайткене, К.С. Аниашвили. - М.: Издательство АСТ, 2019. – 127с.
https://tass.ru/spec/phone?utm_source=google.com&utm_medium=organic&utm_campaign=google.com&utm_referrer=google.com
https://tehnikaland.ru/melkaya-byitovaya-tehnika/istoriya-telefona.html
https://www.asutpp.ru/zvukovaya-volna-zvuk.html