Ääni kumoaa äänen? Melunvaimennuksen taika näkyväksi iPadilla
Tervehdys! Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Minulle jokainen päivä on seikkailu ja koe.
Kuvittele tilanne: kaupungin vilske ja lentokoneen jylinä katoavat silmänräpäyksessä, ja jäljelle jää vain hiljaisuuden keskellä soiva musiikki. Oletko jo kokeillut vastamelutoimintoa, joka saa aikaan tämän lähes taianomaisen kokemuksen? Nykyään se on arkipäivää älypuhelimissa ja kuulokkeissa, mutta sen taustalla piilee aalto-opin ilmiöiden hämmästyttävä sovellus. Tällä kertaa esittelen hauskan tavan, jolla voimme tehdä tästä näkymättömästä äänensyöjästä näkyvän koko luokalle!
Tiedettä aaltojen törmäyksestä: Kun tuloksena on nolla
Ääni on todellisuudessa ilmassa etenevää värähtelyä eli aaltoja. Vastamelutoiminnon periaate on lyhyesti sanottuna äänen kumoaminen äänellä.
Laite poimii ympäristön melun mikrofonilla ja luo välittömästi sille täysin vastakkaisen aallon, jota kutsutaan vastavaiheeksi. Kun nämä kaksi aaltoa kohtaavat, aallonharjat ja -pohjat täsmäävät niin, että ne tasoittavat toisensa ja ääni katoaa. Fysiikassa tätä ilmiötä kutsutaan aaltojen superpositioperiaatteeksi. Jousella havainnollistettuna se näyttää tältä:
Kun annan oppilaiden kokeilla suosikkikuulokkeitani oppitunnilla ja napsautan virran päälle… ilmastointilaitteen hurina lakkaa ja huoneeseen laskeutuu syvä hiljaisuus. Oppilaiden silmät pyöristyvät hämmästyksestä: Vau, tämähän on uskomatonta! Koska melu häviää, tämä on loistava työkalu myös silloin, kun haluaa keskittyä opiskeluun.
Henkilökohtaisesta elämyksestä koko luokan yhteiseksi oivallukseksi
Haasteena on se, että kuulokkeilla kokemus on vain yhden henkilön kerrallaan. Muut oppilaat vain katselevat vierestä, eikä ahaa-elämys välity kaikille. Kaikkien varustaminen kalliilla kuulokkeilla taas ei ole mahdollista. Niinpä mietin, miten tämän taian voisi visualisoida eli tehdä näkyväksi kaikille. Kehitin kokeen, jossa hyödynnetään tabletin mikrofonia. Se oli jymymenestys, joten tässä resepti teillekin!
Tieteen resepti
Tarvikkeet: Vastamelukuulokkeet, iPad
Ohje: Katso ensin tämä video nähdäksesi dramaattisen muutoksen.
Kun tarkkailemme ääniaaltoja sovelluksen avulla, tulos on päivänselvä. Kun toiminto on pois päältä (OFF), mikrofoni poimii ympäristön melun ja aaltomuoto heilahtelee voimakkaasti.
Mutta heti kun kytkemme virran päälle (ON), näemme selvästi, kuinka aaltoliike pienenee ja tasaantuu.
Vinkkejä tabletin muuttamiseksi mittalaitteeksi
Käytin tässä Soundbeam-sovellusta, joka muuttaa äänen näkyväksi aaltomuodoksi. iPadin kaltaisissa tableteissa mikrofoni sijaitsee usein kameran lähellä.
Salaisuus on asettaa kuuloke tiiviisti mikrofonin päälle. Kun tässä tilassa vaihdellaan asetusta ja heijastetaan muuttuva aaltomuoto projektorilla valkokankaalle, koko luokka pääsee todistamaan hetkeä, jolloin ääni kumoutuu. Huomioitavaa on, että älypuhelimissa mikrofonit on usein hajautettu eri puolille laitetta, mikä voi vaikeuttaa koetta. Siksi suosittelen käyttämään iPadia tai vastaavaa tablettia.
Arjen teknologian taustalla vaikuttavat kiehtovat fysiikan lait. Vain yhden tabletin avulla luokkahuone muuttuu jännittäväksi tutkimuslaboratorioksi. Kokeile sinäkin ja visualisoi hiljaisuuden aallot!
Lisämateriaalia aaltojen käyttäytymisestä:
Heijastuminen avoimesta päästä https://youtu.be/PjfNwQiXrjk
Heijastuminen kiinteästä päästä https://youtu.be/Vdk-My4_aZE
Pitkittäinen ja poikittainen aaltoliike https://youtu.be/y0PSI0Dn-PI
Yhteydenotot ja tiedustelut
Tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkea! Olen koonnut helposti ymmärrettäviä ohjeita ja vinkkejä hauskoihin kotikokeisiin. Tutustu rohkeasti!
・Tiedonvinkit-sisällöt on nyt julkaistu kirjana. Lisätietoja täältä ・Lisätietoa ylläpitäjä Ken Kuwakosta löydät täältä ・Yhteydenotot (kirjoituspyynnöt, luennot, tiedepajat, TV-konsultointi jne.) täältä ・Päivitykset ja uutiset löydät myös X-palvelusta!
Tiedevinkit-kanavalla runsaasti koevideoita!
６月のイチオシ実験！
レモンやオレンジで風船を割ろう！インパクトが抜群のリモネン風船の実験
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ６月３日（水）20:30〜 「
バカリズムのちょっとバカりハカってみた！」（テレビ東京）を科学監修・出演します。テーマは「 そばの出前は何人前まで運べるのか、限界を測ってみた」です。 - ６月４日(木) 7:00〜 「THE突破ファイル」（日本テレビ）について科学監修しました。
- 6月14日（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日（金） 公開研究会「脱作業化！デジタル化と段階的指導で実現する オームの法則の探究」
- ６月28日（日） ダビンチマスターズ＠昭和女子
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
