探究波形图

黄晓荣

八年级《物理》（人教版）上册课本第２２页的演示实验中，要求同学们将话筒接在示波器的输入端，用不同乐器对着话筒发出相同的音调，例如都发Ｃ调的１（ｄｏ），比较各波形有何异同.

同学们知道，音调的高低由频率的大小决定，频率越大音调越高.其次声音还有强弱之分，即响度的大小之分，发生体振动的振幅越大产生声音的响度越大.

在ＣＣＴＶ青年歌手大赛中，有一道辨听题：“先听音乐，然后判断音乐是哪一种乐器演奏的.”同一首音乐，即使音调、响度相同，不管用哪种乐器，歌手还是能分辨出来，靠的就是声音的另一个重要因素——音色.

敲瓦声和敲铁声不同，说明音色与发声体的材料有关，在买瓷制品时完好的与有裂纹的敲击声不同，说明音色与发声体的结构有关.我们把声音的信号输入到示波器上，观察比较声音的波形特征，来验证我们的猜想吧！

１．用大小相同的力敲击两个大小不同的音叉，将声音信号（音叉材料相同）输入示波器中，波形如图１所示.通过观察可以得出：音叉发声的音调不同时，波形的疏密不同，音调高的波形密，音调低的波形疏；同是音叉发声，它们的波形图结构相同.

２．用大小不同的力敲击同一音叉，将声音信号输入示波器中，波形如图２所示.通过观察可以得出：音叉发声的响度不同时，波形的幅度不同，响度大的，波形幅度大.同是音叉发声，它们的波形图结构也相同.

３．弹奏钢琴和吹长笛，用相同的音量使它们都发Ｃ调的“１”音的声音信号，输入示波器中，波形如图３所示.通过观察可以得出：不同乐器，用相同的音量都发Ｃ调的“１”音时，由于声音的响度和音调都基本相同，观察到各组波形的幅度和疏密就基本相同；但发声体不同，声音的音色不同，即波形上附加的小振动不同.

为什么发生体不同，音色不同呢？这是由于物体的材料、结构不同，就使得振动不同，波形上附加的小振动就不同.

总之，观察比较声音的波形特征可得出：声音的音调高低，可以比较波形的疏密；声音的响度大小，可以比较波形的幅度；声音的音色特征，可以看波形的附加小振动.

同学们，通过探究，你们对声波所反映的声音特性——音调、响度、音色有所了解吗？

责任编辑 程哲