關(guān)于“瓶子”音調(diào)的兩個問題

初中物理教師在教學(xué)過程中常常會碰到這類題目：

題目 如圖1所示，相同的瓶子里裝入了不同的水量，用棒敲擊瓶子時，可發(fā)出不同音高。那么發(fā)出的聲音音調(diào)從左至右是________，發(fā)聲體是________。

因為許多參考資料給出的答案和解釋不盡相同，于是筆者決定用實(shí)驗的方法來探求答案。通過實(shí)驗，筆者基本探明了裝有不同體積水的瓶子的發(fā)聲規(guī)律，并且覺得有必要就“瓶子”的音調(diào)的兩個問題做一些討論。

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1 敲擊“瓶子”的不同位置，聲音的音調(diào)是變化的

1.1 實(shí)驗過程

為了取得實(shí)驗的數(shù)據(jù)，進(jìn)行定量的分析，實(shí)驗中采用了一款虛擬示波器軟件，利用它可以實(shí)時的采集聲音的頻率的數(shù)據(jù)，以便分析音調(diào)的變化規(guī)律。

實(shí)驗之前，筆者首先考慮到，如果從左至右依次敲擊各個瓶子，會出現(xiàn)音調(diào)逐漸升高，或者逐漸降低的規(guī)律的話，應(yīng)該有一個隱含的條件，那就是敲擊同一個瓶子的不同部位時，瓶子所發(fā)出的聲音的音調(diào)應(yīng)該是不變化的。否則，音調(diào)從左至右將無規(guī)律可言。所以筆者首先做的實(shí)驗是來探究：敲擊瓶子的不同部位時，聲音的頻率是否發(fā)生變化。實(shí)驗中，筆者敲擊的是啤酒瓶，先在瓶子的五個不同的位置分別做了記號，如圖2所示。在裝有相同體積水時，分別敲擊這五點(diǎn)，來觀察音調(diào)的變化情況。實(shí)驗數(shù)據(jù)如表1所示。

1.2 分析與討論

由表中數(shù)據(jù)我們可以看到，敲擊瓶子的不同部位時，聲音的頻率是變化的，也就是音調(diào)是變化的。我們可以看到，1、2、3三點(diǎn)的頻率是相同的，它們又跟4、5兩點(diǎn)的頻率各不相同。……