Gå til hovedindhold

Lyden af en frisklavet kop kaffe

 Når man rører rundt i en frisklavet kop kaffe, rammer skeen typisk siden af kaffekoppen, og det giver en klingende lyd. Men lyden ændrer faktisk tone, samtidig med at du rører rundt....
 

Teknologi eller teknisk udstyr der bruges i forsøget

En elkedel er teknisk udstyr. Den er særdeles velegnet til at koge vand på kort tid. Varmelegemet er i direkte kontakt med vandet. Kogningen foregår derfor mere effektivt end i en gryde, hvor der er større termisk isolation mellem varmelegemet og vandet.

    Inspiration til variable du kan arbejde med i forsøget

    • Virker det også med kold kaffe?
    • Virker det også med almindelig kaffe?
    • Tror du også, det virker med andre væsker fx. sodavand?
    • Mon koppens størrelse har nogen betydning for eksperimentet?
    • Virker det også med andre ting end en teske? Fx. en kniv eller en grydeske af plast?
    • Hvad sker der, hvis man bruger kold væske?


    Vejledning til forsøget
     

    VIGTIGT - læs dette sikkerhedsafsnit, inden du går i gang

    I forsøget hældes der kogende vand op, og man skal være opmærksom på, om eleverne kan administrere det. Hvis forsøget udføres i mellemtrinnet, kan man bruge varmt vand fra hanen med en teske bagepulver i stedet for kogende vand og kaffe.

    Materialer du skal bruge

    • En kop
    • En ske
    • Instant kaffe (ca. 2 tsk pr forsøg)
    • Elkedel

    Tip

    Benyt et mærke instant kaffe, der lægger et lille skumlag på toppen. Med den slags kaffe kan man nemlig nemt gentage forsøget flere gange i træk ved bare at røre rundt igen. Fx. “Nescafe Gold Crema” eller en instant espresso. Du kan også lave forsøget med kakaopulver i stedet for, hvis du bedre kan lide det.

    Aktivitetsvejledning

    1. Hæld 1-2 teskefulde frysetørret kaffe op i en kop
    2. Hæld kogende vand over
    3. Rør kaffen ud i vandet med en 3-5 omrøringer
    4. Slå let skeen mod bunden af koppen, så du rammer det samme punkt igen og igen ca. 2 gange i sekundet - og lyt efter tonen.
    5. Når tonen bliver stabil, kan du prøve at røre rundt i kaffen igen, og se om du kan starte forfra.                        

    Du kan se en film af forsøget her:


    Dataopsamling

    Prøv at svare på følgende spørgsmål:

    • Hvorfor tror du, lyden ændrer tone?
    • Forklar hvordan den klingende lyd opstår ?
    • Hvad er forskellen på lydens tone og lydens styrke?
    • Hvad er sammenhængen mellem lydens tone og frekvens?

    Faglig forklaring

    Den lyd du hører, når du slår koppen an, er lyden af en stående bølge i koppen. Lyden har en bestemt tone. En bestemt tone har en bestemt frekvens. Fx. har tonen A, der også kaldes kammertonen, frekvensen 440 Hz (Hertz). Det betyder, at en højttaler, der skal spille den tone, skal svinge højttalermembranen frem og tilbage 440 gange i sekundet.

    Den tone du kan høre fra en kop kaffe, er afhængig af koppens udformning og lydens hastighed gennem væsken. Lydens hastighed i luft er ca. 340 m/s (meter på et sekund). I en kop kaffe er lydens hastighed omtrent 1500 m/s.

    Når væsken bliver lettere at trykke sammen, sænkes lydens hastighed gennem væsken. Lyden bevæger sig simpelthen langsommere gennem væsken end før. Det gør frekvensen eller den tone, som man hører, dybere. Flere bobler i væsken gør den altså lettere at trykke sammen. Det gør lydens hastighed lavere. Det sænker frekvensen, der altså svarer til, at man får en dybere tone. Det betyder også, at efterhånden som boblerne søger ud af væsken, bliver væsken sværere at trykke sammen. Det øger lydens hastighed, hvilket igen øger den frekvens, man hører fra koppen, som altså svarer til en lysere tone.

    Hvis du vil læse mere om det, så kaldes denne effekt også på engelsk for “The hot chocolate effect”, og er første gang beskrevet i 1982 med kakaopulver i mælk.

    Temarelation

    Lyd er bølger. Bølger finder vi overalt i naturen - også steder vi måske ikke lige umiddelbart forbinder med bølger. I det her tilfælde handler det om trykbølger gennem en almindelig kop kaffe, der svinger frem og tilbage flere hundrede gange i sekundet. Dét er vores helt egen vidunderlige vilde verden i en kaffekop.