Ciencias Exactas y Naturales

(PP-107-EN) Mirando tu voz

  • Categoría: Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)
  • Área de participación: Ciencias Exactas y Naturales
  • Asesor: Gabriela Vela
  • Autor: ()

Resumen

El experimento consiste en observar las vibraciones de la voz a través de proyectar un rayo láser que cambia de forma con distintos sonidos; el láser se refleja en una pared o pantalla y cambia de forma al hablar y emitir diferentes sonidos.

El láser se monta de modo que se refleje en un pequeño espejo que a su vez esta adherido a una membrana plástica en el extremo de un tubo. Al hablar a través del tubo, las vibraciones de la voz hacen que la membrana vibre también y por lo tanto el reflejo del láser cambia de forma. Se puede comprobar que distintos sonidos producen distintas vibraciones por las diferencias en la longitud de la onda, e incluso los mismos sonidos tienen una vibración diferente de una persona a otra. El alumno lo describirá y los espectadores podrán participar y mirar su voz.

Pregunta de Investigación

¿Se puede observar la voz?

Planteamiento del Problema

El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras y acústicas que se producen con los cambios en la presión del aire. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. La fonética acústica concentra su interés especialmente en los sonidos del habla: cómo se generan, cómo se perciben y cómo se pueden describir gráficamente o cuantitativamente.

Antecedentes

La voz comienza  con la inspiración (toma de aire); el aire llena los pulmones y luego sale a través de la respiración. Cuando la respiración ocurre, el aire pasa de los pulmones a la tráquea y de ésta a la laringe y ahí pasa a través de las cuerdas vocales, que son dos músculos pequeños que se tensan para producir sonidos agudos y se relajan para producir sonidos graves. De esta manera la voz adquiere su tono.

Al mismo tiempo, el sonido producido por la laringe y la boca adquiere su timbre característico al resonar dentro de las cajas de resonancia ubicados en los huesos, pecho, laringe, boca, nariz y cráneo. A través de este mecanismo, la voz también se amplifica naturalmente.

¿Cuáles son los aparatos que intervienen en la reproducción de la voz?

Son tres: Aparato respiratorio, Aparato fonador y Aparato resonador

Aparato respiratorio: En la respiración diafragmática, que es la que utilizamos en la técnica vocal, desciende el diafragma (músculo debajo de los pulmones). De esta manera se crea un centro de baja presión en los pulmones en relación a la presión del aire en el exterior, porque éstos tienen espacio de sobra por causa del descenso del diafragma.

El propósito principal de la respiración es proveer al cuerpo de oxígeno, sin embargo, el aire que entra y sale también es el combustible de la voz.

Aparato fonador: Es el responsable de transformar el flujo de aire en la voz. Cuando el aire pasa por las cuerdas vocales se produce un sonido con un tono particular dependiendo de la tensión en las cuerdas vocales. Luego el sonido se transforma por medio de la acción de los dientes, la lengua, el paladar, los labios y mejillas en sonidos característicos que podemos diferenciar como fonemas (sonidos articulados). A este fenómeno se le conoce como articulación.

Aparato resonador: Son esas cavidades que tenemos a lo largo de la cabeza y pecho y que nos ayudan a amplificar el sonido de forma natural. Además, la construcción anatómica de cada quien (incluyendo los resonadores) es lo que le da a la voz su timbre particular, y por ello podemos distinguir las voces de diferentes personas al grado que podemos saber quién está hablando sin necesidad de verle.

Una onda sonora es una onda longitudinal que transmite lo que se asocia con sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo, genera una variación local de presión o densidad que se transmite en forma de onda esférica periódica o cuasiperiódica. Mecánicamente las ondas sonoras son un tipo de onda elástica.

La recepción de una onda sonora por el oído engendra una vibración de las partículas del aire situadas delante del tímpano, con frecuencias y amplitud determinadas; también es posible que esta vibración se deba a las variaciones de presión del aire en el mismo punto. La presión del aire se eleva sobre la presión atmosférica y después se hace inferior a ella, siguiendo la ley de un movimiento armónico simple de la misma frecuencia que el de una partícula de aire. El máximo exceso de presión sobre la atmosférica se denomina amplitud de los cambios de presión, y se demuestra que es proporcional a la amplitud de la elongación.

Objetivo

Percibir las ondas de sonido con la vista observando la distorsión de un rayo láser provocada por las vibraciones de la voz.

Justificación

Aunque los sonidos y las variaciones de éstos se perciben de manera natural a través del oído, este experimento permitirá apreciar la variación de las ondas sonoras a través de la vista también.

Hipótesis

  • Distintos sonidos producen distintas ondas sonoras.
  • El mismo sonido producido por distintas personas provoca ondas sonoras diferentes.
  • El mismo sonido producido a diferentes volúmenes provoca ondas sonoras diferentes.

Método (materiales y procedimiento)

Material:

  • Tres maderas de 2 cm de grosor; dos de 6 x 10 cm y una de 30 x 6 cm.
  • Una lata de metal abierta por ambos lados
  • Un globo
  • Un pedazo pequeño de espejo
  • Un señalador láser
  • Tijeras
  • Cinta adhesiva
  • Pintura
  • Pincel
  • Regla
  • Silicón

Procedimiento:

 

  1. Pintar todas las maderas
  2. Forrar la lata de metal
  3. Tomar la madera de 30 x 6 cm como base
  4. Pegar con silicón las maderas más pequeñas por el extremo de 6 cm sobre los extremos opuestos de la base de madera a modo de postes.
  5. Cortar el globo y colocarlo sobre uno de los extremos abiertos de la lata de modo que quede bien tenso.
  6. Pegar la lata con el globo en uno de los postes de modo que el extremo con el globo quede del lado del poste opuesto y el extremo abierto quede hacia afuera.
  7. Fijar el láser sobre el otro poste, buscando que tenga cierta inclinación y que se refleje sobre el globo.
  8. Pegar con silicón el pedazo de espejo sobre el globo en el punto en que incida el rayo del señalador láser.
  9. Ajustar de modo que el rayo láser se refleje en sentido opuesto al señalador y en un ángulo arriba de éste.
  10. Encender el señalador láser y hablar fuerte y claro por el extremo abierto de la lata

Galería Método

Resultados

Al hablar dentro del tubo, el globo funciona como membrana plástica y capta las ondas sonoras y envía la vibración al espejo, por lo que el reflejo del láser se distorsiona con diferentes sonidos, hace que podamos ver nuestra voz.

 

 

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Sí es posible observar diferentes ondas de sonido a través de la distorsión del láser.

La intensidad de la distorsión del láser varía dependiendo de las palabras o sonidos que se expresan, lo que representa la intensidad de la variación de las ondas sonoras.

Las variaciones son más apreciables si el sonido es muy fuerte.

Mientras más grave es la voz, más se distorsiona el láser y por tanto se observan mejor las ondas.

Bibliografía



(PP-107-EN) Mirando tu voz

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography