Un simple téléphone à gobelet en papier fonctionne en transmettant des vibrations sonores le long d'une corde bien tendue. Le fond de chaque tasse sert de combinaison "microphone" et "haut-parleur", captant les vibrations sonores sur l'un et reproduisant le son sur l'autre. Le téléphone est facile à fabriquer à partir de matériaux peu coûteux que vous pouvez trouver dans votre maison ou acheter dans une épicerie ou une quincaillerie, et enseigne des idées de base sur la science du son et des vibrations.
Fabriquer un téléphone en papier
•••Michèle Rider/Demand Media
Un téléphone à gobelets en papier nécessite deux gobelets, une longueur de ficelle inélastique, du fil ou du fil de pêche, deux trombones et un crayon ou une aiguille à coudre. Pour créer un téléphone à gobelets en papier, percez un trou au fond de chacun des gobelets avec le crayon ou l'aiguille à coudre et enfilez chaque extrémité de la ficelle dans chaque trou. Attachez chaque extrémité de la ficelle à un trombone pour empêcher la ficelle de se détacher des tasses. Tirez sur la ficelle et demandez à une personne de parler dans l'une des tasses pendant que vous écoutez à travers l'autre. Les tasses peuvent être utilisées pour communiquer sur des distances allant jusqu'à 100 pieds.
Transmission du son
•••Michèle Rider/Demand Media
Le téléphone à gobelets en papier est une expérience scientifique populaire en raison de la façon dont il illustre bien la mécanique de la transmission du son. Le son nécessite qu'une source vibre à une fréquence audible (généralement entre 20 Hz et 20 kHz). Ces vibrations traversent tout milieu solide, liquide ou gazeux sous forme d'ondes longitudinales. Bien que les ondes sonores puissent voyager dans l'air, les milieux solides et liquides transmettent le son plus efficacement, en raison de leur plus grande densité.
Parler dans la tasse transmet le son de la voix de l'orateur au fond de la tasse. Le fond de la tasse agit comme un diaphragme et vibre avec le son de la voix de l'orateur. Lorsque le fond de la tasse vibre, il transmet les vibrations à la corde tendue. Le son se propage le long de la corde sous forme d'onde longitudinale et fait finalement vibrer le fond de la coupelle de réception. La tasse transmet le son dans l'air autour de l'oreille de l'auditeur, lui permettant d'entendre l'orateur. Parce que le son voyage à travers des médiums solides - la coupe et la corde - il voyage plus efficacement qu'à travers air, permettant aux utilisateurs de communiquer sur de grandes distances avec des volumes qui seraient inaudibles s'ils étaient parlés à travers air.
Téléphones à tasse efficaces
•••Michèle Rider/Demand Media
Vous devez tendre la ficelle pour que le téléphone fonctionne. Les ondes longitudinales traversent un médium par un processus de compression et de raréfaction, qui dans ce cas altère la tension de la corde. Si la corde est lâche, les changements de tension ne feront pas vibrer la tasse de l'auditeur. De même, une corde élastique ne fonctionnera pas correctement, car la vague étirera simplement la corde sans faire vibrer la tasse de l'auditeur.
Ne laissez pas la corde entrer en contact avec d'autres objets, car cela affaiblirait le signal à l'extrémité de réception.