一個值得思考的學生實驗

1、一個值得思考的學生實驗 頻率跟振動體的體積關系人教版八年級上冊在研究音調(diào)跟頻率的關系時這樣描述：如圖所示，將一把鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺，聽它振動發(fā)出的聲音，同時注意鋼尺振動的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長度，再次撥動。注意使鋼尺振動的幅度大致相同。比較兩種情況下鋼尺振動的快慢和發(fā)聲的音調(diào)。 北師大版八年級上冊教材在研究音調(diào)與頻率的關系時這樣描述：將一根較窄的長度約30厘米的鋼鋸條緊壓在桌面的邊沿，使它絕大部分都伸出來。撥動它的端部，可以看出鋸條在振動。然后回縮一些，約伸出全長的3/42/3，再撥動它，可以看出振動變快。由此可以得知，鋸條越短振動越快。再縮短鋸條伸出的長度，使它大約

2、有全長的1/3，撥動后不但能夠看到鋸條在快速振動，還能聽到鋸條振動發(fā)出的聲音。繼續(xù)將鋸條縮短幾次，注意聽振動時發(fā)出的聲音高低有什么不同。本實驗因取材容易，現(xiàn)象明顯，效果好。從而普遍被各個版本的教材采用以研究音調(diào)跟頻率的關系。教學中，我們要求每個學生就用自己的塑料直尺做了這個實驗，效果不亞于鋼尺和鋸條。在學生實驗過程中，我們注意到一個細節(jié)：直尺在振動時，振動部分的體積越大，頻率就越小，音調(diào)就越低；反之，振動部分的體積越小，頻率就越大，音調(diào)就越高。那么，振動體的體積與頻率是否存在著某種內(nèi)在的關系呢？上面的學生實驗告訴我們：振動部分的體積越大，頻率就越??；振動部分的體積越小，頻率就越大?？v觀古今中外

3、的幾百種傳統(tǒng)樂器，按它們振動發(fā)聲的原理不同，大體可以分為三大類：打擊樂器，弦樂器，管樂器。在打擊樂器中，編鐘是我國古代的一種中大型打擊樂器，用 HYPERLINK /view/48367.htm t _blank 青銅鑄成，它由大小不同的扁圓鐘按照音調(diào)高低的次序排列起來，懸掛在一個巨大的鐘架上，用丁字形的木錘和長形的棒分別敲打銅鐘，能發(fā)出不同音調(diào)的樂音，因為每個鐘的體積不同，按照音譜敲打，可以演奏出美妙的樂曲。在敲打編鐘時我們會發(fā)現(xiàn)：鐘的體積越小，振動頻率越大，音調(diào)越高；鐘的體積越大，振動頻率越小，音調(diào)越低。與此類似的一個學生易做的水杯琴實驗：把八個相同的玻璃杯排成一排，給每杯里倒水，水是一個

4、比一個少，然后，用筷子敲擊這八個水杯杯口，能聽到不同音調(diào)的聲音，調(diào)節(jié)各個水杯的水量，可使他們依次發(fā)出do re mi fa sol la si do 的聲音，這樣就制成了一套水杯琴。原來，加水之后的杯子，杯子和水成為一個整體，由于振動體的體積越來越?。ǚ潜锌諝獾捏w積），因而頻率越來越大，音調(diào)越來越高，于是發(fā)出了上面的聲音。在管樂器中，柱狀形空氣（習慣稱空氣柱）振動特點是：管子越長、直徑越大，即空氣的體積越大，振動時頻率就小，音調(diào)就低。反之亦然。因此，改變管的長度和寬度即改變振動體的體積就可以改變空氣柱振動的頻率，從而改變音調(diào)。吹奏笛子時用手指按住或放開它上面不同的孔，就改變了空氣柱的長度即改

5、變了管內(nèi)空氣的體積，從而改變了空氣振動的頻率，就能發(fā)出不同音調(diào)的聲音。給熱水瓶里裝開水時，隨著水位升高瓶內(nèi)空氣的體積越來越小，因而空氣振動的頻率越來越大，音調(diào)越來越高，就知道水快要裝滿了。在弦樂器中，我們發(fā)現(xiàn)粗弦振動時頻率小，音調(diào)低沉，細弦振動時頻率大音調(diào)高。在演奏二胡的過程中，運用手指上下滑動按弦來改變弦長，即改變弦振動的體積，從而達到改變音調(diào)的目的。當手指向下滑動，弦振動的體積變小，頻率變大，音調(diào)變高。兒童的音調(diào)為什么比成人高，女同志的音調(diào)為什么比男同志的高？就是因為兒童、女同志的發(fā)音器官聲帶，短而細體積小的緣故。處在青春期發(fā)育階段的學生，都要經(jīng)歷一個變聲階段，特別是男生會發(fā)現(xiàn)聲音變 “粗大”了，就是因聲帶體積變大，發(fā)音時頻率小，音調(diào)低沉的緣