關于聲音的探究

四川省成都市嘉祥外國語學校北城分校 任翔杰

一、提出問題

在學習了有關“聲音”的知識后，有兩位同學一起去室外用水桶接水，隨著桶內水量的增加，她們聽到的水聲出現了變化。于是，我指導她們進行了下列的實驗探究活動。

二、實驗材料

我們準備的實驗器材有：8個500 mL的量筒、1根玻璃棒、1個正常的碗、1個有裂紋的碗、1把茶壺、1個暖水瓶。

三、實驗過程

實驗1：在8個500 mL的量筒中分別裝入不同高度的水，然后讓一名學生分別向各個量筒內吹氣，可以聽到每個量筒發出的聲音都不同。（見圖1）

圖1

實驗2：繼續用實驗1中的8個裝水的量筒進行實驗，拿一根玻璃棒分別用相同大小的力去敲擊它們，也會聽到它們所發出的聲音都不同。（見圖2）

實驗3：將1個正常的碗和1個有裂紋的碗放在實驗桌上，分別用玻璃棒敲擊兩個碗時，能夠聽到有裂紋的碗發出沉悶的聲音，而正常的碗發出清脆的聲音。（見圖3）

圖2

圖3

實驗4：將暖水瓶放在桌子上面，用茶壺向其中倒水，隨著暖水瓶內水量的增加，聽到的聲音變得越來越急促。（見圖4）

圖4

四、實驗結論

聲音的三要素是音調、響度、音色，它們分別與發聲體的振動頻率、振動幅度和材料、結構相關。

五、實驗原理

實驗中，我們用玻璃棒去敲擊裝有水的量筒，發生振動的是量筒和其中的水。水越多，振動得越慢，則音調越低；水越少，振動得越快，則音調越高。這樣就造成我們聽到的聲音不同。

如果是對著量筒吹氣，則振動的是里面的空氣柱，音調的高低取決于空氣柱的長短?？諝庵介L，振動越慢，音調越低，反之則音調越高。

敲擊有裂紋的碗發出的聲音的音色遠比正常的碗差，因此通過音色這一點就能把壞碗鑒別出來。當然，在實際操作時還可以用辨別音調、觀察形態等方法，但主要還是通過音色來鑒別的。

不同長度的空氣柱，振動發聲時的頻率不同，空氣柱越長，發出聲音的音調越低。暖水瓶中水越多，空氣柱就越短，發出聲音的頻率就越高，音調也就越高。特別是在水剛好倒滿的瞬間，音調會陡然升高。通過聽聲音的高低，我們就能判斷出水是否已經倒滿了。

六、交流與體會

聲音是人類獲取信息的主要途徑之一，但它傳遞給我們的可不僅僅是語言，還有很多隱藏的信息。比如我們可以利用超聲波來做B超檢查，從而判斷人體的健康狀況。除此之外，聲音在生活中還有很多應用等著我們去發現。