Як грає платівка: домашній урок фізики з програвачем

Діти, які виросли зі смартфонами, часто вважають, що музика живе «в інтернеті». Платівка ламає це уявлення. Тут звук можна побачити. Буквально: під лупою на вінілі видно хвилясту доріжку, і саме в її вигинах записана пісня.

Програвач вінілу відмінно підходить для уроку фізики вдома чи в класі. Пояснюємо, як провести такий урок.

Крок 1. Розгляньте канавку

Візьміть платівку і лупу або камеру телефона в режимі макро. Доріжка одна. Вона починається з краю і спіраллю йде до центру, на одній стороні LP її довжина сягає кількох сотень метрів. Стінки канавки нерівні. Тихі місця пісні дають дрібні вигини, гучні дають широкі.

Запитання для учнів: чому на тихих платівках доріжки щільніші? Відповідь: широкі коливання займають більше місця, тому гучні записи вміщують менше хвилин на сторону.

Крок 2. Голка як датчик

Голка ковзає канавкою і повторює всі вигини. Це механічні коливання. Якщо вимкнути підсилювач і наблизити вухо до голки, музику ледь чутно навіть без електрики. Діти зазвичай дивуються саме на цьому моменті.

Крок 3. Магніт і котушка

Далі починається електромагнітна індукція. Голка з’єднана з крихітним магнітом, а навколо нього розташовані котушки дроту. Магніт коливається, і в котушках виникає струм. Напруга дуже мала, кілька мілівольт. Саме тому програвачу потрібен фонокоректор: він підсилює слабкий сигнал і вирівнює частоти.

Це хороший місток до теми про генератори. Принцип той самий, що на електростанції, тільки в мініатюрі.

Крок 4. Швидкість обертання

Великі платівки обертаються зі швидкістю 33⅓ оберта на хвилину, сингли 45. Запропонуйте учням поставити платівку на неправильну швидкість. Голос стане писклявим або басовитим. Звідси розмова про частоту і висоту звуку.

Крок 5. Порівняйте з цифрою

Наостанок увімкніть ту саму пісню зі смартфона. Попросіть учнів пояснити різницю в способі зберігання. У платівці звук записаний безперервною хвилею. У файлі його розрізали на тисячі миттєвих вимірів за секунду і записали числами. Обидва способи працюють. Але тільки один можна роздивитися неозброєним оком.

Що знадобиться

Підійде будь-який програвач із ручним керуванням, щоб тонарм можна було підняти й опустити в потрібному місці. Шкільні програвачі часто виявляються зламаними, тож дехто купує простий апарат для кабінету. Японська компанія Audio-Technica робить і програвачі, і змінні голки, тому деталі легко знайти.

Платівки для уроку теж варто підібрати свідомо. Знайомі дітям виконавці тримають увагу краще за класику. В українських магазинах вінілу, зокрема в PlayVinyl, легко знайти платівки українських виконавців: від Скрябіна до SadSvit.

Порада вчителю: дайте кожному учневі потримати платівку за край. Запам’ятається не формула, а відчуття, що музика має вагу і форму.