Ένα απλό χαρτί με χάρτινο κύπελλο λειτουργεί μεταδίδοντας δονήσεις ήχου κατά μήκος μιας σφιχτά τραβηγμένης σειράς. Το κάτω μέρος κάθε κυπέλλου χρησιμεύει ως συνδυασμός «μικροφώνου» και «ηχείου», συλλέγοντας ηχητικές δονήσεις από τη μία και αναπαράγοντας τον ήχο από την άλλη. Το τηλέφωνο είναι εύκολο να φτιαχτεί από φθηνά υλικά που μπορείτε να βρείτε γύρω από το σπίτι σας ή να αγοράσετε από ένα παντοπωλείο ή υλικό, και διδάσκει βασικές ιδέες για την επιστήμη του ήχου και των κραδασμών.
Φτιάχνοντας ένα χαρτί Κύπελλο τηλεφώνου
•••Michele Rider / Demand Media
Ένα τηλέφωνο με χάρτινο κύπελλο απαιτεί δύο φλιτζάνια, ένα μήκος από ελαστικό κορδόνι, ένα νήμα ή μια γραμμή ψαρέματος, δύο συνδετήρες και ένα μολύβι ή μια βελόνα ραψίματος. Για να δημιουργήσετε ένα χάρτινο κύπελλο, ανοίξτε μια τρύπα στο κάτω μέρος καθενός από τα κύπελλα με το μολύβι ή τη βελόνα ραψίματος και περάστε κάθε άκρο του κορδονιού μέσα από κάθε τρύπα. Δέστε το κάθε άκρο της συμβολοσειράς σε ένα συνδετήρα για να αποτρέψετε την απόσπαση της χορδής από τα κύπελλα. Τραβήξτε τη χορδή τεντωμένη και ζητήστε από ένα άτομο να μιλήσει σε ένα από τα κύπελλα ενώ ακούτε το άλλο. Τα κύπελλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επικοινωνία σε αποστάσεις έως και 100 πόδια.
Μετάδοση ήχου
•••Michele Rider / Demand Media
Το τηλέφωνο cup paper είναι ένα δημοφιλές επιστημονικό πείραμα λόγω του πόσο καλά απεικονίζει τους μηχανισμούς της μετάδοσης ήχου. Ο ήχος απαιτεί μια πηγή να δονείται με ακουστική συχνότητα (γενικά μεταξύ 20 Hz και 20 kHz). Αυτές οι δονήσεις ταξιδεύουν σε οποιοδήποτε στερεό, υγρό ή αέριο μέσο ως διαμήκη κύματα. Αν και τα ηχητικά κύματα μπορούν να ταξιδέψουν στον αέρα, τα στερεά και υγρά μέσα μεταδίδουν τον ήχο πιο αποτελεσματικά, λόγω της μεγαλύτερης πυκνότητάς τους.
Μιλώντας στο κύπελλο μεταδίδει τον ήχο της φωνής του ηχείου στο κάτω μέρος του κυπέλλου. Το κάτω μέρος του κυπέλλου λειτουργεί ως διάφραγμα και δονείται με τον ήχο της φωνής του ηχείου. Καθώς το κάτω μέρος του κυπέλλου δονείται, μεταδίδει τις δονήσεις στην τεντωμένη χορδή. Ο ήχος κινείται κατά μήκος της χορδής ως διαμήκες κύμα και τελικά δονείται στο κάτω μέρος του κυπέλλου λήψης. Το κύπελλο μεταδίδει τον ήχο στον αέρα γύρω από το αυτί του ακροατή, επιτρέποντάς της να ακούσει το ηχείο. Επειδή ο ήχος ταξιδεύει σε στερεά μέσα - το κύπελλο και τη χορδή - ταξιδεύει πιο αποτελεσματικά από ό, τι αέρα, επιτρέποντας στους χρήστες να επικοινωνούν σε μεγάλες αποστάσεις με όγκους που θα μπορούσαν να ακουστούν αν μιλήσουν αέρας.
Αποτελεσματικά τηλέφωνα κυπέλλου
•••Michele Rider / Demand Media
Πρέπει να τραβήξετε τη συμβολοσειρά τεντωμένη για να λειτουργήσει το τηλέφωνο. Τα διαμήκη κύματα ταξιδεύουν μέσα από ένα μέσο μέσω μιας διαδικασίας συμπίεσης και σπάνιας κλασματικότητας, το οποίο σε αυτήν την περίπτωση μεταβάλλει την ένταση της χορδής. Εάν η χορδή είναι χαλαρή, οι αλλαγές στην ένταση δεν θα δονήσουν το κύπελλο του ακροατή. Ομοίως, η ελαστική χορδή δεν θα λειτουργήσει σωστά, επειδή το κύμα απλώς θα τεντώσει τη χορδή χωρίς να δονηθεί το κύπελλο του ακροατή.
Μην αφήσετε τη συμβολοσειρά να έρθει σε επαφή με άλλα αντικείμενα, καθώς αυτό θα εξασθενίσει το σήμα στο άκρο λήψης.