B3:E学中国·E学实验室 上一版 下一版

《江苏科技报·学生周刊》励志启智,开阔视野,净化心灵,陶冶情操,参与互动,集新闻性、知识性、趣味性、互动性为一体,是小学生成长的良师益友、参与互动的平台、沟通老师家长的纽带。

国内统一刊号:CN32—0019
编辑部地址:江苏省南京市鼓楼区中山路55号新华大厦48楼
 

第162期  总第5593期  2018年04月24日  星期二
返回首页
作者 内容  上一期  当前第162期  下一期
用吸管DIY乐器吹响美妙乐曲
来源:本站原创 作者:admin 发布日期:2018-04-24 16:12:07

五一劳动节就要到了,小编特别为同学们准备了一个可以自己动手做乐器的机会——用吸管做一个真的能够吹出曲子的乐器。快跟着小编一起动手试试吧!


实验目的
 

通过自制类似排箫的乐器,理解共振现象。探究物体振动发声与管长等的关系。
 

实验材料
 

吸管若干、蜡条(可用其他圆柱形实心材料或者橡皮泥替代)、卡纸、双面胶。
 

注意事项
 

吸管最好选择质地相对偏硬且直径较大的,如果一头有尖角,需剪平。
 

修剪蜡条的过程具有一定的危险性,需在家长指导下完成,或请家长代为完成。
 

实验步骤
 

1.蜡条切短修边,然后用它堵住吸管的一头。



 

2.用同样的方法制作好另外7根。



3.将吸管裁剪成不同长度,每根吸管之间的长度差如下图所示。


4.将剪裁好的吸管按照从长到短的顺序依次排列好。
 


 

5.为了方便吹奏,拿一张卡纸,一面粘好双面胶,把吸管依次粘上,做成排箫的样子。现在,拿起做好的乐器吹吹看吧,听一听每根吸管的声音有什么不同?
 


 

实验原理


每一根长短不同的吸管内都有一段长短不同的空气柱,当此空气柱的固有频率正好与某一环境杂音频率相同时,就会产生共振,8根不同长度的吸管就有8种频率的声音。最长的吸管吹出的音调是最低的,那是因为吸管长度长,里面的空气柱也长,共振波长就比较长,所以单位时间内振动的次数少,频率低,发出的音调就低。相反,吸管越短,吹出的音调就越高。

 

共振,是魔鬼也是天使
 

《科学美国人》杂志曾有一篇报道,描述了这样一个场景:“她步履从容地走上舞台,吸气时胸脯鼓胀,朱唇轻启,吐出一串串震撼人心的高音音符,只见香槟酒杯碎了,眼镜镜片震裂了,树枝状的装饰灯炸裂了,她的声音‘摧毁’了音乐大厅。”
 

这段话描述的就是“共振”。与地球上所有其他物质一样,每一块玻璃都存在一个天然的共振频率,一旦外界扰动,如声波的频率与之相匹配,便可能让玻璃产生大幅度的震荡乃至破碎。而在这中间,玻璃瓶或玻璃杯尤其容易受到影响,因为它们的形状是中空的,近似管状体,这也是为什么当你敲击它们时会发出一种类似铃铛一样清脆的声音。


共振能充当地球生物的保护神。我们知道,紫外线是太阳发出的一种射线,过量的紫外线会使生物的机能遭到严重的破坏。而大气层中的臭氧层,是借助于共振的威力,阻止了紫外线的长驱直入。当紫外线经过大气层时,臭氧层的振动频率恰恰能与紫外线产生共振,因而就使这种振动吸收了大部分紫外线,保护我们不被伤害。另外,共振还能使地球维持在适当的温度,给地球生命创造出一个冷热适宜的生长环境。
 

任何事物都是有两面性的,共振也有非常巨大的危害性。每年肆虐于沿海各地的热带风暴,就是借助于共振为虎作伥,才使得房屋和农作物饱受摧残。当地壳里的某一板块发生断裂时,产生的波动频率传到地面上,与建筑物产生强烈的共振,于是,就造成了屋毁人亡的惨剧。
 

总而言之,共振不仅是一种客观存在,它也是有待于进一步开拓的科技领域。共振技术普遍应用于机械、化学、力学、电磁学、光学及分子、原子物理学、工程技术等几乎所有的科技领域。如音响设备中扬声器纸盆的振动,各种弦乐器中音腔在共鸣箱中的振动等利用了“力学共振”;电磁波的接收和发射利用了“电磁共振”;激光的产生利用了“光学共振”;医疗技术中则有已经非常普及的“核磁共振”等。从21世纪开始蓬勃发展的信息技术、基因科学、纳米材料、航空航天科学技术中,更是大量运用到共振技术。而且随着科学的发展,可以预见,共振将会对我们这个社会产生更加巨大的“震荡”。

发表评论
评论标题:
评论内容:
(500字符)
验证码: 看不清楚,请点击我
    
本网站所有内容属《江苏科技报·学生周刊》所有,未经许可不得转载
编辑部地址:江苏省南京市鼓楼区中山路55号新华大厦48楼
ICP备案编号:苏ICP备05076602号