关于声音的探究

四川省成都市嘉祥外国语学校北城分校 任翔杰

一、提出问题

在学习了有关“声音”的知识后，有两位同学一起去室外用水桶接水，随着桶内水量的增加，她们听到的水声出现了变化。于是，我指导她们进行了下列的实验探究活动。

二、实验材料

我们准备的实验器材有：8个500 mL的量筒、1根玻璃棒、1个正常的碗、1个有裂纹的碗、1把茶壶、1个暖水瓶。

三、实验过程

实验1：在8个500 mL的量筒中分别装入不同高度的水，然后让一名学生分别向各个量筒内吹气，可以听到每个量筒发出的声音都不同。（见图1）

图1

实验2：继续用实验1中的8个装水的量筒进行实验，拿一根玻璃棒分别用相同大小的力去敲击它们，也会听到它们所发出的声音都不同。（见图2）

实验3：将1个正常的碗和1个有裂纹的碗放在实验桌上，分别用玻璃棒敲击两个碗时，能够听到有裂纹的碗发出沉闷的声音，而正常的碗发出清脆的声音。（见图3）

图2

图3

实验4：将暖水瓶放在桌子上面，用茶壶向其中倒水，随着暖水瓶内水量的增加，听到的声音变得越来越急促。（见图4）

图4

四、实验结论

声音的三要素是音调、响度、音色，它们分别与发声体的振动频率、振动幅度和材料、结构相关。

五、实验原理

实验中，我们用玻璃棒去敲击装有水的量筒，发生振动的是量筒和其中的水。水越多，振动得越慢，则音调越低；水越少，振动得越快，则音调越高。这样就造成我们听到的声音不同。

如果是对着量筒吹气，则振动的是里面的空气柱，音调的高低取决于空气柱的长短。空气柱越长，振动越慢，音调越低，反之则音调越高。

敲击有裂纹的碗发出的声音的音色远比正常的碗差，因此通过音色这一点就能把坏碗鉴别出来。当然，在实际操作时还可以用辨别音调、观察形态等方法，但主要还是通过音色来鉴别的。

不同长度的空气柱，振动发声时的频率不同，空气柱越长，发出声音的音调越低。暖水瓶中水越多，空气柱就越短，发出声音的频率就越高，音调也就越高。特别是在水刚好倒满的瞬间，音调会陡然升高。通过听声音的高低，我们就能判断出水是否已经倒满了。

六、交流与体会

声音是人类获取信息的主要途径之一，但它传递给我们的可不仅仅是语言，还有很多隐藏的信息。比如我们可以利用超声波来做B超检查，从而判断人体的健康状况。除此之外，声音在生活中还有很多应用等着我们去发现。