SZÁMÍTÓGÉPES MÉRÉSEK AZ AUDACITY PROGRAMMAL EXPERIMENTS USING THE AUDACITY PROGRAM



Hasonló dokumentumok
Fejlesztő neve: BODÓ JÁNOSNÉ. Tanóra címe: A RUGÓERŐ VIZSGÁLATA TANULÓI KÍSÉRLET FIZIKAÓRÁN

KÍSÉRLETEK A NINTENDO WII-VEL EXPERIMENTS WITH NINTENDO WII REMOTE CONTROLLER

Matematika évfolyam

Interaktív szimulációs környezet a valószínűségszámítás egyetemi okatásához

ENERGIAFORRÁSOK, ENERGIATERMELÉS, ÉS KLÍMAVÁLTOZÁS TANÍTÁSA A NEMZETKÖZI ÉRETTSÉGIN ENERGY, POWER AND CLIMATE CHANGE; IB DIPLOMA PROGRAMME

A Taní tó i/tana ri ké rdó ívré békü ldó tt va laszók ó sszésí té sé

A szerb nemzeti kisebbség jogainak érvényesítése a magyarországi köznevelésben (2014)

Matula Györgyi. Doktori (Ph. D) értekezés

A PDF fájlok elektronikusan kereshetőek. A dokumentum használatával elfogadom az Europeana felhasználói szabályzatát.

A MEGBÍZHATÓSÁGI ELEMZŐ MÓDSZEREK

A házi feladatok pedagógiai kérdéseiről, a házifeladat-politikáról. Szerző. Huszka Jenő

Ha vasalják a szinusz-görbét

KÍSÉRLETEK A FIZIKATÁBORBAN EXPERIMENTS IN PHYSICS CAMP

Országos tanulmányi versenyek meghirdetése a 2012/2013. tanévre

EÖTVÖS LABOR EÖTVÖS JÓZSEF GIMNÁZIUM TATA FELADATLAPOK FIZIKA. 11. évfolyam. Gálik András. A Tatai Eötvös József Gimnázium Öveges Programja


Hírlevél. Hírek: március. Top Mancs Kutyaetológia Nyári Tábor. Előadás állati empátiáról. A legfrissebb kutyás kutatásokról magyar nyelven

több időt ad a tanulónak: pl. egy hét. A tanár ezeket is minden esetben ellenőrzi.

HELYI TANTERV KÉMIA 7-8. évfolyam

A tanulói tevékenységre alapozott fizikaoktatás változatos tevékenységkínálatával lehetővé teszi, hogy a tanulók kipróbálhassák és megismerhessék

On-line értékelési módszerek II. Lengyelné Molnár Tünde

Vári Péter-Rábainé Szabó Annamária-Szepesi Ildikó-Szabó Vilmos-Takács Szabolcs KOMPETENCIAMÉRÉS 2004

7. é v f o l y a m. Összesen: 54. Tematikai egység/ Fejlesztési cél. Órakeret. A testek, folyamatok mérhető tulajdonságai. 6 óra

Prezentáció használata

Fogyatékossággal élő emberek életminősége és ellátási költségei különböző lakhatási formákban

ÚTMUTATÓ SZAKDOLGOZAT KÉSZÍTÉSÉHEZ

J E G Y Z Ő K Ö N Y V

Új távgépíró üzemmód, a PSK31

Fúrógép forgásának vizsgálata az Audacity hangszerkesztő szoftver segítségével

INTERAKTÍV MATEMATIKA MINDENKINEK GEOGEBRA MÓDRA. Papp-Varga Zsuzsanna ELTE IK, Média- és Oktatásinformatika Tanszék

Gondolatok a fázisjavításról

FELADATOK ÉS MEGOLDÁSOK

Szerzőinknek A folyóiratunkba szánt kéziratok tartalmi és formai követelményei

Pedagógiai program. IX. kötet

Mérési jegyzőkönyv. Rezonancia. 4. mérés: Semmelweis Egyetem, Elméleti Orvostudományi Központ Biofizika laboratórium. A mérés időpontja:

Fejlesztendő területek, kompetenciák:

Látványos oktatás egyszerő multimédiás elemek programozásával Delphiben

23/2004. (VIII. 27.) OM rendelet. a tankönyvvé nyilvánítás, a tankönyvtámogatás, valamint az iskolai tankönyvellátás rendjéről

Az Európai Unió Hivatalos Lapja L 332/27 IRÁNYELVEK

Tanterv a két tanítási nyelvű általános iskolai célnyelvi civilizáció tantárgy oktatásához 5-8.

KERÉKPÁR MOZGÁSI JELLEMZÔINEK MEGHATÁROZÁSA ISKOLAI PROJEKTFELADATBAN

A karbantartási stratégiák és a vállalati kultúra szerepe a szervezeti üzleti folyamatokban

Minimális fluidizációs gázsebesség mérése

Elektronikus tananyagok használata felső tagozatban történelem tantárgy

KÉRDŐIV. A leíró jelzők csoportja 15 X 4 sorból áll. Gondolj magadra és karikázz be két szót minden egyes sorban, mely téged leginkább jellemez!

AMIRŐL A RADARTÉRKÉP MESÉL

Gyorsjelentés. az informatikai eszközök iskolafejlesztő célú alkalmazásának országos helyzetéről február 28-án, elemér napján KÉSZÍTETTÉK:

Fizika évfolyam. tantárgy 2013.

JÁTSZÓTÉRI FIZIKA GIMNAZISTÁKNAK

A tabloidizáció megjelenése a megyei napilapokban

Intézkedési terv a bukások arányának csökkentésére 2013/2014. tanév I. félév 1/9.e osztály (szakács)

Termoakusztikus projektfeladat Rijke-cső vizsgálatára

Tehetséggondozás Vajdaságban. Bevezető

A jó indikátorok mint a közpénzek tervezésének és hatékony felhasználásának feltételei

FRAKTÁLOK ÉS A KÁOSZ

OKTATÁSI MINISZTER TERVEZET! 4513/2006.

"A fizika tanítása" Az ELTE Fizika Doktori Iskolájának új önálló programja, fizikatanároknak

A táblától a számítógépig

Minden jog fenntartva, beleértve bárminemű sokszorosítás, másolás és közlés jogát is.

ELTE Társadalomtudományi Kar, ELTE-UNESCO Kisebbségszociológiai Tanszék H-1018 Budapest, Pázmány P. sétány 1/a.;

Pedagógusok a munkaerőpiacon

Matematikai képletek az interaktív táblán. Matijevics Éva. Szabadkai Műszaki Szakfőiskola.

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Nagy Gábor. Informatika 16. INF16 modul. Az OpenOffice.org

GYŐR-MOSON-SOPRON MEGYEI RENDŐR-FŐKAPITÁNYSÁG BŰNMEGELŐZÉSI OSZTÁLY. Ügyszám: 08000/ /2016. ált. Tisztelt Olvasó!

DELTA (Δ) ÉS DÉ (d) Hegedűs János Leőwey Klára Gimnázium, Pécs az ELTE Természettudományi Kar PhD hallgatója

Az erdők rekreációs értékmeghatározásának módszertana és az erdei turizmus jellemzése

A ÉVI EÖTVÖS-VERSENY ÜNNEPÉLYES EREDMÉNYHIRDETÉSE

Dr. Pétery Kristóf: Word 2003 magyar nyelvű változat

A CIKLONOK SZEMLÉLETES TANÍTÁSA KÖZÉPISKOLÁBAN THE SUGGESTIVE TEACHING OF THE CYCLONES IN A SECONDARY SCHOOL

TERC-ETALON Online Építőipari Költségvetés-készítő és Kiíró programrendszer Felhasználói kézikönyv

PÁLYÁZATI LAP a Színpadon a Természettudomány 2014 rendezvényre

A nyugdíjban, nyugdíjszerű ellátásban részesülők halandósága főbb ellátástípusok szerint

Természetismeret évfolyam. tantárgy 2013.

VÁLLALATIRÁNYÍTÁSI ÜGYVITELI PROGRAMRENDSZER. Váradi László OKTATÁSI SEGÉDANYAG. XIII. kötet

23/2004. (VIII. 27.) OM /2009. ( ) OKM

A pataki kollégium visszavételének ( ) történelmi körülményei

PÁLYÁZATI LAP a Színpadon a Természettudomány 2014 rendezvényre

SZKA_106_29. A modul szerzője: Nahalka István. é n é s a v i l á g SZOCIÁLIS, ÉLETVITELI ÉS KÖRNYEZETI KOMPETENCIÁK 6. ÉVFOLYAM

Pályaorientáció, valamint a gazdasági és pénzügyi nevelés szempontjából fontos, közötti időszakot érintő fejlesztések elemzése

IKT a humán tárgyak oktatásában

FÉNYT KIBOCSÁTÓ DIÓDÁK ALKALMAZÁSA A KÖZÉPISKOLAI FIZIKAOKTATÁSBAN

ELŐSZÓ. 1. A magyarországi munkapiac ben

Az Eötvös József Főiskola Gyakorló Általános Iskolájának. Pedagógiai Programja. 1. sz melléklet

Bói Anna. Konfliktus? K. könyvecskék sorozat 1.

Központi proxy szolgáltatás

Mobilizált kémia. Azaz: lehet-e az okostelefon a kémiatanítás hatékony eszköze?

TÉVHIT: Az MSZT kormányzati, az állam által fenntartott szervezet, az adófizetők pénzéből gazdálkodik.

Szakdolgozat GYIK. Mi az a vázlat?

ISMÉT FÖLDKÖZELBEN A MARS!

Új lehetőségek az akác faanyag hidrotermikus kezelésénél

A torz magyar térszerkezet dr. Rigó Mihály okl. erdőmérnök okl. építőmérnök

A Szekszárdi I. Béla Gimnázium Helyi Tanterve

Tóth Renáta. A éves korosztály kapcsolatainak alakulása az internet megjelenésével

Milyen Akadémiát akarnak a fiatal doktoráltak? EGY EMPIRIKUS FELMÉRÉS TAPASZTALTAI

Modern Fizika Laboratórium Fizika BSc 22. Kvantumradír

HELYI TANTERV ENYHE ÉRTELMI FOGYATÉKOS TANULÓK SZÁMÁRA ENYHE ÉRTELMI FOGYATÉKOS TANULÓK SZÁMÁRA ENYHE ÉRTELMI FOGYATÉKOS TANULÓK SZÁMÁRA

Célnyelvi civilizáció tantárgy. (német nyelv) évfolyam

Suri Éva Kézikönyv Kézikönyv. egy ütős értékesítési csapat mindennapjaihoz. Minden jog fenntartva 2012.

Molnár Katalin A rendészettudósok új generációja? Kiemelkedő szakdolgozatok a Rendőrtiszti Főiskola MA szakának első évfolyamán

MUNKAANYAG. Angyal Krisztián. Szövegszerkesztés. A követelménymodul megnevezése: Korszerű munkaszervezés

Átírás:

SZÁMÍTÓGÉPES MÉRÉSEK AZ AUDACITY PROGRAMMAL EXPERIMENTS USING THE AUDACITY PROGRAM Tóthné Juhász Tünde Karinthy Frigyes Gimnázium, Budapest az ELTE Fizika Tanítása doktori program hallgatója ÖSSZEFOGLALÁS A számítógéppel segített kísérletezés egyik legolcsóbb formája az, amikor egy ingyenes programmal és minimális egyéb eszközzel dolgozunk. A cikk egy ilyen ingyenes hangrögzítő és szerkesztő program, az Audacity alkalmazhatóságát mutatja be összesen négy kísérleten. A tanórán bemutatható demonstrációs kísérletek közé a lebegés jelensége, illetve a nyitott és zárt síp frekvenciája sorolható, míg tanulói mérésnek adható ki az itt szintén leírt pattogó labdás és borosüveges kísérlet. BEVEZETÉS A mai magyar középiskolák számítógépes felszereltsége, diákjaink informatika tudása olyan szintű, ami véleményem szerint új lehetőségeket teremt a fizika tanításában. Bár a számítógép nyújtotta lehetőségek közül sok területen történt már jelentős előrelépés rengeteg magyar és idegen nyelvű digitális tananyag, szimuláció található az interneten, mégis vannak területek, amik jelenleg még kiaknázatlanok. Az egyik ilyen terület a számítógépes mérések mindennapos használata a fizikaórán. Ezen terület kiaknázatlansága főként annak köszönhető, hogy a legtöbb ilyen méréshez drága interfészek szükségesek, amiből egy egész csoportnak elegendő mennyiséget vásárolni lehetetlen. Mára azonban megjelentek olyan ingyenesen letölthető programok is, amelyek segítségével meglepően jó demonstrációs kísérletek, illetve nagyon precíz mérések végezhetők el gyorsan és egyszerűen. A magyar [1] és idegen nyelvű [] szakirodalomban is találhatók olyan mérések, amelyek az általam választott programra, az Audacity-ra épülnek, ám ezek inkább csak az emelt szintű fizikaoktatásban használhatók. Cikkemben én két olyan demonstrációs kísérletet, illetve két tanulói mérést mutatok be, melyek alkalmasak mind az alap, mind az emeltszintű fizikaórán való használatra. AZ AUDACITY PROGRAMRÓL ÁLTALÁBAN Az Audacity egy hangrögzítő és elemző program, amely az internetről ingyenesen letölthető [3]. Különböző operációs rendszerek (Windows, Linux, Mac) alatt futtatható, kezelése pedig rendkívül egyszerű [4], így a kísérletek rendkívül gyorsan, pár perc alatt elvégezhetőek vele. Ahhoz, hogy bármilyen mérést végrehajtsunk, csak egy egyszerű mikrofonra van szükségünk, amely szinte minden diákunknak van otthon. Előnye a hagyományosan oszcilloszkóppal bemutatott demonstrációs kísérletekkel szemben az, hogy a rögzített felvételt utólagosan is lehet elemezni, szerkeszteni, így jobban megfigyelhetővé tehetőek vele az egyes jelenségek. Ha pedig tanulói méréseket szeretnénk végezni vele, a magas mintavételi frekvencia (44 100Hz) biztosítja azt, hogy a mérés hibája 63

kellően kicsi lesz, így viszonylag bonyolult jelenségek esetén (lásd pattogó labda) is gyorsan, egyszerűen juthatunk pontos adatokhoz. LEBEGÉS GITÁRHÚROKKAL (DEMONSTRÁCIÓS MÉRÉS) A lebegés jelenségét általában egymáshoz képest kicsit elhangolt hangvillákkal, oszcilloszkóppal szokás bemutatni [5]. Ahhoz azonban, hogy ez a jelenség jól megfigyelhető legyen, az oszcilloszkópot megfelelően kell beállítani, ami hosszasabb előkészítést igényel, mint a számítógépes mérés. Ráadásul a régi típusú oszcilloszkópok nagy tömege komoly visszatartó erő, ha az ember a szertártól távoli teremben tartja az óráját. Én ugyanezt a jelenséget gitárhúrokon szoktam bemutatni az Audacity program segítségével. Először is a gitár két húrját kissé el kell hangolni az ideális beállítástól, majd ugyanazt a hangot a gitár ezen két húrján egyszerre megszólaltatva hallhatóvá válik a lebegés. Ha ezt a jelenséget a program segítségével fölvesszük, akkor semmilyen egyéb előzetes beállítást nem igényel a kísérlet, hiszen a felvétel a jelenség bemutatása után pár kattintással szerkeszthető, az eredmény pedig magáért beszél 1. ábra. Lebegés gitárhúrokkal (hangerősség az idő függvényében) NYITOTT ÉS ZÁRT SÍP (DEMONSTRÁCIÓS KÍSÉRLET) A második demonstrációs kísérlet a nyílt és zárt síp alapfrekvenciája közötti kapcsolat bemutatásához használható. Ehhez egy furulya felső részét szólaltatjuk meg először nyitott, majd zárt véggel. A hagyományosan oszcilloszkópon bemutatott kísérlet problémája az, hogy ott a két hang egyszerre nem, csak külön-külön elemezhető. Ráadásul az oszcilloszkópon megjelenő kép csak a kísérlet elvégzésével szimultán van jelen, utólagos elemzésre nincs lehetőség, így a frekvenciák közötti összefüggést a diákok nem feltétlenül látják, inkább csak elhiszik. Ezzel szemben az Audacity programmal egymás után felvéve a két hangot, azokat egymás alatti sávokon egyszerre szerkeszthetjük. Így tehát kinagyíthatjuk őket olyan méretre, ahol nagyon szépen látszik, hogy a nyitott síp alapfrekvenciája a vele azonos hosszúságú zárt síp alapfrekvenciájának körülbelül kétszerese. 64

. ábra. Nyitott és zárt síp alapfrekvenciájának bemutatása (hangerősség az idő függvényében) PATTOGÓ LABDA (TANULÓI MÉRÉS) A pattogó labdás kísérlet amely laborméréséként, vagy otthoni tanulói mérésként egyaránt elvégezhető szépsége az, hogy egy viszonylag bonyolult jelenséget tudunk vele egyszerűen és gyorsan mérni. A kísérlet lényege, hogy egy pattogó labda visszapattanásainak magasságát mérjük a visszapattanások számának függvényében. A kísérlet célja a tanulók érdeklődési szintjétől függően lehet egyszerűen csak egy grafikon készítése, de emelt szinten bemutathatjuk vele a linearizáció lehetőségét, vagy akár kimérhetjük vele az ütközési számot is. Ha a kísérletet a hagyományos, videoelemzéses módszer helyett az Audacity programmal hajtjuk végre, akkor elég csak a pattogások által kiadott hangot rögzíteni, és így sokkal gyorsabban jutunk nagy pontosságú adatokhoz. Az én tanulói csoportom által elvégzett kísérletben a cél az volt, hogy az egyes pattanások utáni emelkedési magasságot ábrázoljuk a visszapattanások számának függvényében. Ehhez a mindenhol 100Ft-ért megvásárolható pattogós labdát használtuk, mert ez viszonylag sokáig pattog, így 10-15 visszapattanást is lehetett vele rögzíteni. A diákok kettesével dolgoztak, és a grafikus ábrázolással együtt kb. 30 percet vett igénybe a kísérlet. Miután a pattogások hangját rögzítették, a diákok lemérték az n-edik és (n+1)-edik pattanás között eltelt időt (t n ). Ez az idő az n-edik pattanás utáni emelkedési idő kétszerese, tehát az n- edik pattanás utáni emelkedés magassága kiszámolható, mint: h n g t n g t n (1) 8 Ha a megfelelő időket Excel táblázatban rögzítjük, az emelkedési magasságok rendkívül egyszerűen és gyorsan számolhatók, valamint kb. további 1 perc alatt ábrázolhatjuk az emelkedési magasságot a visszapattanások számának függvényében: 65

emelkedési magasság (m) 1,00 1,000 0,800 0,600 0,400 0,00 0,000 0 5 10 15 0 pattogások száma 3. ábra. Pattogó labda emelkedési magassága a visszapattanások számának függvényében Amennyiben meg szeretnénk mutatni, hogy ez egy exponenciális csökkenés, az Excel segítségével könnyen linearizálhatjuk a grafikont, ha a függőleges tengelyen most az emelkedési magasságok logaritmusát ábrázoljuk: ln(emelkedési magasság) 0,5 0-0,5-1 -1,5 - -,5-3 -3,5-4 0 5 10 15 0 pattogások száma 4. ábra. Emelkedési magasság logaritmusa a visszapattanások számának függvényében Ugyanez a kísérlet a fizika iránt mélyebben érdeklődő diákok számára alkalmas lehet az ütközési szám meghatározására is. Ez esetben az időadatokból az emelkedési magasságok helyett érdemes az n-edik pattanás utáni sebességet meghatározni, majd az így kapott grafikont linearizálni. MÉRÉS BOROSÜVEGGEL (TANULÓI MÉRÉS) Az utolsó bemutatandó kísérlet leginkább otthonra kiadott tanulói kísérletnek alkalmas. Az alapjelenséget mindenki ismeri: egy üveg szája fölött elfújva különböző magasságú hangot tudunk kelteni attól függően, hogy milyen magas levegőoszlop van az üvegben lévő folyadék fölött. Maga a mérés abból áll, hogy különböző vízszintmagasságok esetén feljegyezzük a levegőoszlop magasságát, és a keltett hangot rögzítve megmérjük a periódusidőt az Audacity program segítségével. Ezután a periódusidőt megszorozva a hang terjedési sebességével (adott hőmérsékleten és nyomáson), megkapjuk a keltett hang hullámhosszát. Erről könnyen 66

kimutatható, hogy arányos a levegőoszlop magasságával, de a végkorrekció miatt az illesztett egyenes nem megy át az origón. 4 hullámhossz (m) 3 1 0-1 0 0,1 0, 0,3 levegőoszlop-magasság (m) 5. ábra. A keltett hang hullámhossza és a levegőoszlop-magaság közötti kapcsolat Természetesen ebből a kísérletből kiindulva egyéb méréseket is kitalálhatunk, éppen akár a végkorrekció vizsgálatára. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Juhász Andrásnak, hogy tanácsaival és útmutatásával segített cikkem megírásában. IRODALOMJEGYZÉK 1. http://blog.sulinet.hu/csmfizika/tag/audacity. J.L. Hunt: The Physics Teacher, Vol. 43., p41-416, October 005. 3. http://audacity.sourceforge.net 4. http://www.sulinet.hu/tart/ncikk/se/0/890/index.html 5. Bérces Gy., Főzy I., Holics L., Isza S., Juhász A., Poór I., Rajkovits Zs., Skrapits L., Tasnádi P.: Fizikai Kísérletek Gyűjteménye 1., Typotex kiadó, Budapest, 1994. 67