探究响度与什么因素有关

邢海根

响度是指人耳听到的声音的强弱，它决定于人耳接收到的声波的能量大小，那么响度与什么因素有关呢？

我们联想冬天取暖：冬天在火炉边取暖时会有这样的感觉，当我们离火炉距离一定时，火炉内火焰越旺，我们感到越暖和，这是因为我们接收到热这种能量越多；当火焰稳定时，我们远离火炉，就感到不太暖和了，这是因为热量向四周传播，能量分散了，人体接收到的能量少了，其实声音的传播也是能量的传播，人耳接收到声音的能量越多，听到的响度也就越大，

将手放在咽喉的声带处，人轻轻发声，感到声带振动的幅度不大；再用力发出较大的声音。感到声带振动的幅度较大，在鼓面上放些纸屑，用鼓槌轻轻打鼓，听到声音较小，此时纸屑跳起的幅度较小：用力打鼓，听到声音较大，纸屑跳起的幅度也较大。

振动的物体离开平衡位置的最大距离叫作振幅，根据声波的传播也是能量的传播，结合以上现象，我们可以猜想：响度可能由声源的振幅决定，还与人距声源的远近有关。

我们先来探究声音的响度与振幅的关系，声源的振幅一般是肉眼很难看到的，物理实验中遇到这类问题时，总是用到一种科学方法——转换法，在研究看不见或不易观察的物质或现象时，可以通过研究该物质或现象所产生的可见的效果，由此进一步分析物质或现象，这种方法叫作“转换法”，由于声源的振动幅度很小，不易观察，我们可以在声源边挂乒乓球或硬质泡沫塑料小球，根据声源将小球弹开的距离大小来显示声源振幅的大小。

考虑到响度还与其他因素有关，实验时还要用到另一种研究方法——控制变量法，在物理学上研究一个量与几个量之间的关系时，我们每次只研究这个量与某一个量之间的关系，而控制其他量保持不变，这种方法叫作“控制变量法”，因此，在研究响度与振幅的关系时，我们要使用同一声源，同时保持听声音的位置不变。

根据以上分析，我们可选用下列器材：音叉，橡皮槌，铁架台，乒乓球，细线。透明胶带。

实验过程：（1）如图1，放好铁架台，在铁架台上插好音叉。将细线的一端放在乒乓球上，用透明胶带缠绕一周，使细线固定在乒乓球上：细线的另一端系在铁棒上，调节好铁棒的高度与伸出的长度，使乒乓球正好与音叉的边缘接触，细线呈竖直状态。

（2）用橡皮槌轻轻敲击音叉，观察乒乓球弹出的距离，同时听声音的响度，再用力敲击音叉，观察乒乓球弹出的距离，听声音的响度。

实验现象：当乒乓球弹出的幅度较小时，听到音叉发声的响度也较小；当乒乓球弹出的幅度较大时，听到音叉发声的响度也较大。

分析：乒乓球弹出的幅度大小显示音叉振动的幅度大小，根据实验现象可知，在其他条件相同时，声源振动的幅度越大，响度也越大。

结论：响度与声源的振幅有关（或响度是由声源的振幅决定的）。

那么如何探究响度与人距声源远近的关系？因为响度由振幅决定，就要控制声源的振幅不变，可选音量不变的收音机来做声源，将收音机的音量旋至某一较小挡（控制声音的振幅不变），人慢慢远离收音机，会发现声音越来越小，直到听不见，就能得出声音的响度还与人距声源的距离有关（人离声源越远，响度越小）的结论。

责任编辑 程哲