Music for Martiens Build and Jouer un instrument Theremin
Voici une énigme pour vous: le nom d'un instrument que vous jouez avec vos mains, mais ne touchez jamais réellement. Avez-vous deviné la réponse? Il est un theremin! Cet instrument inhabituel fait son sans que personne ne le toucher. Comment fonctionne un theremin? Il a une antenne qui peut détecter à proximité de la main du joueur, et comme ils se déplacent la main autour du theremin, le son qu'il modifie en fonction de la position de la main. Dans ce projet scientifique de la musique, vous apprendrez à utiliser votre propre mini theremin pour étudier comment la distance entre l'antenne et la main du joueur de theremin affecte la hauteur (ou fréquence) le theremin produit. Vous êtes sûr de plaisir à jouer avec cet instrument fascinant, de musique électronique!
Déterminer comment la distance entre l'antenne du theremin et la main du joueur affecte la fréquence du theremin produit.
introduction
Le Theremin est un instrument de musique étonnante qui ne cesse d'impressionner le public en raison de sa capacité unique à jouer sans physiquement toucher. Si vous ne l'avez pas vu un theremin en action avant, jetez un oeil à la vidéo pour avoir une idée de la façon dont cela fonctionne.
Comme vous pouvez le voir, la femme jouant le theremin n'a pas besoin de toucher physiquement le theremin pour le faire jouer différentes notes ou emplacements. Tout ce qu'elle a à faire est de déplacer sa main plus près ou plus loin de, l'antenne du theremin pour changer la hauteur qu'il fait. Changer la forme de sa main affecte aussi le bruit qu'il fait. Certains theremins, comme celui montré dans la vidéo, ont deux antennes un qui contrôle le volume et qui contrôle doivent interagir avec les deux antennes en même temps le pas et les mains du joueur. De nombreux nouveaux theremins ont seulement une antenne, qui contrôle la hauteur et le volume est réglé manuellement et mis en avant de jouer.
Le theremin contient un type particulier de dispositif électronique appelé un condensateur. Un condensateur est quelque chose qui peut stocker ou conserver, une charge électrique. qui est une forme d'énergie. De cette façon, un condensateur est comme une batterie. Mais contrairement à une batterie, un condensateur a la capacité de vider l'ensemble de sa charge électrique dans une petite quantité de temps (batteries prennent généralement minutes pour décharger complètement). Ceci est la raison pour laquelle les condensateurs sont utilisés lorsque nous voulons quelque chose alimenté instantanément; par exemple, un appareil photo qui a un flash électronique utilise généralement un condensateur qui est chargé au fil du temps, et ensuite déchargé presque instantanément pour faire un flash lumineux. Il y a des condensateurs effectivement utilisé autour de nous tout le temps. Par exemple, certains écrans tactiles comme ceux sur de nombreux condensateurs cellulaires téléphones à usage de dire quand et où votre doigt touche l'écran sans vous mettre réellement la pression sur l'écran avec votre doigt.
Un schéma simplifié d'un condensateur est illustré à la figure 1. Un condensateur a généralement deux « plaques » qui peuvent conduire l'électricité. ce qui signifie qu'ils laissent facilement le flux d'électricité à travers eux. Les matériaux qui peuvent conduire l'électricité sont appelés conducteurs. et de nombreux matériaux peuvent être des conducteurs, y compris les métaux et même votre propre corps! Les plaques dans un condensateur sont séparés par quelque chose qui ne conduit pas l'électricité, qui est appelé un isolant. Des exemples d'isolants comprennent le verre, le papier, et l'air. Dans un condensateur, l'isolant a un nom particulier: le diélectrique. Ainsi, par exemple, un morceau de papier pris en sandwich entre deux feuilles de papier d'aluminium pourrait agir comme un simple condensateur. Les morceaux de feuille d'aluminium forment les plaques (conducteur) et le papier est le diélectrique (isolante). Lorsque la feuille d'aluminium est relié à des fils métalliques à une source d'électricité comme une batterie se charge électrique veulent circuler entre les deux feuilles de papier, mais le diélectrique les empêche de le faire. Ainsi, les charges électriques s'accumulent sur la feuille d'aluminium et de rester là-bas. Voici comment un condensateur stocke une charge électrique.
Alors, en quoi le condensateur dans le theremin, et comment ça marche? L'antenne sur le theremin agit en fait comme une des deux plaques du condensateur. L'autre plaque est la main que vous utilisez pour jouer le theremin. Le diélectrique est l'air qui se trouve entre l'antenne et la main. (Rappelez-vous que votre corps, y compris votre main peut conduire l'électricité et de l'air peut être un isolant!) Cela signifie que lorsque vous déplacez votre main autour de l'antenne du theremin, vous affecte réellement le condensateur dans le theremin. Plus précisément, en modifiant la distance entre les plaques, vous affectent la capacité du condensateur, ou la capacité du theremin pour stocker une charge électrique. L'électronique du theremin peut mesurer la capacité et le convertir en un son qu'il joue.
Vous pouvez faire votre hypothèse basée sur une expérience que vous avez eu avec un theremin, ou, après que vous assemblez le theremin pour ce projet scientifique, vous pouvez jouer avec le theremin et faire une hypothèse tout de suite. Sinon, vous pouvez faire votre hypothèse basée sur la façon dont fonctionne la capacité; Pour ce faire, consultez la note technique. Préparez-vous à résoudre les mystères d'un instrument de musique fascinante!
Pour les condensateurs à plaques parallèles (comme dans l'exemple une feuille d'aluminium et de papier), il y a une équation simple qui détermine la capacité. Alors que l'équation de capacité entre la main et l'antenne est en fait plus complexe, cette équation peut encore vous donner une idée sur la façon dont la distance entre les plaques affecte la capacité:
Note: Comment la capacité theremin convertit à la fréquence implique également un oscillateur. il n'y a donc pas nécessairement une corrélation directe entre la capacité et de la fréquence; d'autres variables sont également impliqués. Pour en savoir plus sur la façon dont fonctionnent theremins en détail, voir les références avancées dans la bibliographie.
Termes et concepts
- Theremin
- Condensateur
- Charge électrique
- conducteur de l'électricité
- chefs d'orchestre
- Isolateurs
- Diélectrique
- Capacitance
- La fréquence
- Hertz (Hz)
- Qu'est-ce qu'un condensateur? Comment est-il semblable ou différent de, une batterie?
- Comment le condensateur dans la fonction Theremin?
- Qu'est-ce qu'une relation linéaire? Quels sont les autres types de relations mathématiques?
- Dans un condensateur, ce qui est un diélectrique? Quel est le diélectrique pour le theremin?
- Comment pensez-vous que la fréquence des sons du theremin changera à mesure que vous vous déplacez plus près de remettre, ou plus loin de, son antenne?
Bibliographie
Pour en savoir plus sur la fréquence, hertz, et pas dans les instruments de musique, consultez les ressources suivantes:
Pour en savoir plus sur les condensateurs et la capacité, consultez cette ressource:
Voici les instructions d'assemblage du theremin utilisé dans ce projet scientifique, bien que les instructions sont également fournies dans la procédure:
Matériel et équipement
- Theremin Mini Kit. Ce kit peut être acheté en ligne à ThinkGeek ou Amazon.com.
- Petit tournevis Phillips, # 1
- piles AA, neuf (4). Ils doivent être alcalines ou au manganèse.
- Un vide, plat, en bois, en plastique ou en verre bureau ou une table pour jouer le theremin sur. La surface ne doit pas être en métal, et ne doit pas avoir des objets métalliques à proximité, car cela peut interférer avec le Theremin.
- Carton (morceau plat mesurant environ 10 cm x 10 cm)
- Les ciseaux
- tube vide en carton à partir d'un rouleau de serviettes en papier
- Ruban; bande transparente normale devrait bien fonctionner.
- Règle, métrique
- Feuille d'aluminium
- Crayon ou un stylo
- Feuille de papier
- Un téléphone portable avec une application de l'analyseur de spectre qui fonctionne à l'aide du microphone du téléphone.
- Il est libre, et certaines applications, l'analyseur de spectre relativement peu coûteux qui peuvent être téléchargés sur les téléphones cellulaires et utilisés pour ce projet scientifique. L'application doit être en mesure de vous dire la fréquence dominante (en hertz [Hz]) d'un son reçu par le microphone de votre téléphone cellulaire, que ce soit sous forme d'enregistrement ou en temps réel.
- Une telle application gratuite qui peut être utilisé avec un iPhone est AKLite. Vous devriez pouvoir trouver des applications similaires en recherchant un « analyseur de spectre » dans le magasin d'applications de votre téléphone.
- Vous pouvez faire ce projet scientifique à l'aide d'un oscilloscope. Indications ne figurent pas dans ce projet scientifique sur l'utilisation d'un oscilloscope, donc si vous voulez utiliser un que vous aurez besoin d'avoir quelqu'un qui est expérimenté avec l'utilisation d'une aide de l'oscilloscope que vous faites ce projet scientifique.
- Une aide pour enregistrer vos résultats que vous testez le theremin, parce que vos mains seront occupés à jouer le theremin!
- bloc-notes de laboratoire
Procédure expérimentale
Montage du Theremin
Cette vidéo montre comment assembler la mini-Theremin de son kit.
Assemblage « Jouer Baguette » du Theremin
Vous allez maintenant construire une « baguette magique en jouant » afin que vous puissiez mesurer plus précisément la variation de la fréquence du son provenant du theremin que vous modifiez la distance entre l'antenne et l'autre plaque dans le condensateur du theremin (qui était auparavant la main droite) .
- S'il y a des endroits où se chevauchent deux couches, essayez de les garder sur le même côté du carton. Ce côté sera l'arrière, comme le montre la figure 6.
- Ensuite, connecter une « corde » long d'une feuille d'aluminium au carré de papier d'aluminium.
- Faire une autre feuille de papier d'aluminium qui est au moins 28 cm de long (un peu plus long que le tube en carton) et environ 8-10 cm de large.
- Roulis et / ou de plier la feuille d'aluminium en une forme longue et mince, en forme de corde, comme montré sur la figure 8.
- Placez la place sur le dessus du tube en carton, montage dans les fentes à nouveau, comme vous l'avez fait à l'étape 3.g. mais cette fois courir soigneusement la partie de la corde vers le bas à l'intérieur du tube.
- Dans la partie inférieure du tube, il devrait y avoir une petite quantité de corde de feuille d'aluminium qui sort. Couper une fente au fond du tube qui est alignée avec l'une des fentes dans la partie supérieure du tube, puis plier l'extrémité de la corde à travers la fente, comme le montre la Figure 10.
- Enfin, fixer le carré recouvert de feuille d'aluminium en place avec quelques morceaux de ruban adhésif, sur la face avant et à l'arrière, comme le montre la Figure 11.
- Assurez-vous que la place est maintenant fermement maintenu en place sur la baguette de jeu.
- Votre baguette de jeu est maintenant terminé! Faites un essai avec le theremin pour voir comment cela fonctionne.
- Tournez le theremin et syntonisé en répétant l'étape 2, mais au lieu d'utiliser votre main droite, utilisez la baguette de jeu.
- Pour utiliser la baguette de jeu, saisir le fond du tube afin que soit votre pouce ou votre autre doigt (s) touchent la corde de papier d'aluminium qui sort du fond du tube. Voir Figure 12.
- Placer la baguette de jeu en position verticale, de sorte que le carré de la feuille d'aluminium est directement en face du côté de la theremin, comme le montre la Figure 12.
- Dans quelle mesure votre travail de baguette de jeu par rapport à l'utilisation de la main droite? Faire des ajustements à votre baguette de jeu, si nécessaire.
Test du Theremin
Tableau 1. Dans votre cahier de laboratoire, faire une table de données comme celui-ci pour enregistrer vos résultats.
variations
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