太冷了,唧唧喳喳?

我们的目标是让学生制定和测试假设温度和板球代谢之间的关系。

研究问题:

• 温度影响产生的啁啾声强的蟋蟀?
• 可以得到一个数学关系描述温度和蟋蟀鸣叫的强度之间的关系?
• 类似的关系可以预测基于结果的其他种类的昆虫唱歌发现蟋蟀鸣叫吗?

合唱的蝉,蝈蝈儿,蟋蟀是一个熟悉的声音在暖和的月份。在下午晚些时候蝉唱歌,而蟋蟀在黄昏开始鸣叫。深夜,蝈蝈儿占用他们的歌曲,持续到凌晨。歌曲都是用于交流。

雄性蟋蟀和翅膀蝈蝈儿发出声音。蝉的歌声来自振动膜的雄性的腹部。

昆虫是冷血动物,这意味着他们的新陈代谢随着温度上升而增加。蟋蟀需要一定量的能量一起摩擦翅膀产生啁啾。温度升高时,很容易达到的能量阈值。在很低的温度下,更少的能量和鸣叫的速度是慢的。

蟋蟀叫板球合同时产生肌肉的翅膀,创造挥动着翅膀。每个扇动翅膀产生许多小振动。振动确定率(单位时间内)声强啾啾的(能量)。(声强是一个定量测量的音量)。

1897年,一位美国物理学家的阿莫斯Dolbear发表了一篇论文中,他提出了温度和之间的相关性率的雪树蟋蟀叫。他没有考虑声强。

介绍了声波振动的空气。板球的声波的能量进行取决于挥动着翅膀产生的振动的振幅。如果更多的精力是放在一起摩擦翅膀,振动振幅的增加和啁啾获得更高的声强。

用来表达声音强度的规模是基于10。称为分贝规模,它分配一个级别的0分贝的声音强度1 x10^-12年W / m²。的声音强烈十倍是10 dB的赋值,并给出一个声音强烈100倍的值20分贝。这意味着,如果一个声音是10^x倍比另一个强烈的声音,它有一个分贝阅读10倍高于没那么强烈的声音。

材料:

• 数字户外温度计
• 手电筒
• 声级计

材料可以在互联网上找到。

实验过程:

1. 了解温度对昆虫的新陈代谢的影响,制定一个假设之间的关系温度和鸣叫的声音强度蟋蟀的合唱。
2. 找到一个位置,你可以听蟋蟀的合唱,而不去打扰他们。
3. 测量环境温度在这个位置。
4. 测量分贝的声音强度使用声级计蟋蟀的合唱。
5. 返回到监控位置为一个月,每天晚上,同样的测量。
6. 汇总和情节你的声音强度和温度数据。

分贝的声音强度转换为单位的W / m²。

7. 看一个数学关系,总结了任何观察到的趋势数据。
8. 评估你的假设的数据。做必要的修改使用它来预测其他唱歌昆虫temperature-intensity关系。

术语和概念:蝉;螽斯;蟋蟀;新陈代谢;温度;声强;分贝;响度;声波;振幅; Vibrations

引用:

• http://www.depts.alverno.edu/nsmt/archive/browerwindschanz.htm
• https://journals.biologists.com/jeb/article/151/1/41/5697/Do-Cicadas-Radiate-Sound-through-their-Ear-Drums
• http://www.dnr.state.mn.us/young_naturalists/buggysounds/index.html
• http://www.loc.gov/rr/scitech/mysteries/cricket.html
• http://www.extension.iastate.edu/news/2008/aug/060801.htm
• http://natureinquiries.wordpress.com/category/singing-insects/
• http://www.survivaltopics.com/survival/find-the-temperature-using-crickets/
• http://www.amazon.com/Mini-Digital-Sound-Level-Meter/dp/B001THX3M0
• http://www.physicsclassroom.com/Class/sound/u11l2b.cfm