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曹紹夔捉的妖是什么?

2018-12-06 02:17:56
農村青少年科學探究 2018年9期
關鍵詞:振動實驗

《劉賓客嘉話錄》中記載,唐朝時洛陽有座寺廟,屋里的銅磬每天自己會發出低沉的聲音,老和尚疑聲響為妖怪,時間一長,竟嚇得生病了。找來有法術的人用許多方法禁止它鳴響,但最終也不能使其停止。曹紹夔與老和尚是好朋友,來看望他,正好那個時候前殿的齋鐘響了,磬也跟著自鳴。曹紹夔笑著對老和尚說:“明天你請我喝酒吃飯,我幫你捉妖?!贝稳眨虾蜕袦蕚淞素S盛的酒菜,曹公酒足飯飽之后,從袖中抽出一把銼刀,銼了幾下,磬果然不再自鳴了。老和尚一再追問其道理,曹紹夔說:“此磬和前殿齋鐘的音調相同,發生了共鳴。”老和尚明白后非常高興,病也隨之好了。

什么是共鳴呢?共鳴現象在物理學上也叫共振,是指兩個頻率相同的物體,一個物體振動發聲時,另一個物體也隨之振動發聲的現象。我們可以利用身邊的器材做個小實驗來親身體驗一下。

實驗器材:相同的高腳杯兩只、礦泉水、量筒、一根頭發絲。

實驗步驟:1.用量筒向兩只高腳杯中注入等量的礦泉水,并在其中一只高腳杯上放一根頭發絲;

2.頭發絲放好之后,用食指蘸水,在另一只高腳杯上沿勻速摩擦,直到聽到“嗡嗡”的刺耳聲為止,同時觀察頭發絲會有什么變化;

3.改變其中一只高腳杯中的水量,重復上述實驗,觀察頭發絲的變化。

實驗現象:高腳杯中裝等量水時,頭發絲在振動;裝不等量水時,頭發絲不動。

實驗說明:物體可以共振。大自然中每個物體都有固定的自然頻率,發生共振的兩個物體,它們的固有頻率一定相同或成簡單的整數比。當用手指蘸水摩擦杯口時,高腳杯及盛的水由于振動發聲,它們在振動的同時會產生聲波,聲波向外傳播時會激起別的物體振動。當振動的頻率接近或達到高腳杯的固有頻率時,另一只高腳杯會容易發生共振(或共鳴),對外表現就是帶動了杯沿上的頭發絲振動。不發生共振的兩個物體,就不會有這種表現。

共振帶來很多危害。比如說,大隊人馬整齊的腳步聲可能會引起橋梁倒塌,高山上大喊一聲還可能會引起雪崩。那怎么改變呢?古代曹紹夔消除共振的方法是用銼刀銼磬,通過改變質量進而改變物體振動的頻率。讓過橋的大隊人馬腳步不再統一,在高山上不大聲喊叫都可以消除共振。此外,還可以采用加塑料泡沫或布簾的辦法,使聲音在碰到這些柔軟的物體時被吸收掉。

當然,生活中也能利用共振,如弦樂器中的共鳴箱、無線電中的電諧振等。在微波爐內加熱食品時,食物中的水分子做受迫振動,發生共振,將電磁輻射能轉化為熱能,從而使食物的溫度迅速升高。

生活中有很多物理知識,請你多觀察、多動手、多思考,希望將來有一天你也能用自己掌握的知識去捉“妖”。

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