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介绍

你曾尝试过用一截细绳和两个易拉罐制作简易土电话吗? 如果你尝试过,你就知道它的效果出奇的好。即使中间隔一段很长的距离,你也可以通过罐子和细绳听到对方的话。

在这个活动中我们将用相同的方法制作一个私人铃铛, 其一就是只有自己可以听到铃铛的声音。

背景

倘若你曾紧挨着一个低音扬声器(或者离开着音响的汽车很近), 你就会有受噪音影响所产生的乱哄哄的感觉。 这不是你的幻想,我们所听到的声音正是通过空气振动产生的,或者通过其它材料的振动产生 现在我们将全身心的投入到这个活动中去。

我们所听到的声音大部分是以空气为媒介传入我们耳中的。 当你的朋友叫你的名字时 你朋友的声带在空气中产生振动, 随后作为声波进入你的耳中。 然而,声波也可以在其他物质中传播。 其实许多物质传播声音的效果要比空气好许多!你可以自己去体验:在工作台背面轻敲金属刀叉或勺子, 然后去听声音。下一步, 将耳朵轻贴在工作台上,然后用刀叉或勺子多次敲击柜台, 这种声音应该更大。 因为由敲击所造成的声波振动,柜台传播的速度要比空气快得多。

一种材料传播声音性能的好坏取决于它的密度, 材料组成分子的紧密程度(组合材料)是另一个原因。 让我们来想象一行多米诺骨牌。如果多米诺骨牌之间离得很远的话, 它们中的一两个倒了,其它的仍然立着; 倘若这些多米诺骨牌之间很紧密的话, 一个多米诺骨牌的倒塌将会无意中碰到另外一个, 一个接一个不断的误碰,多米诺骨牌将会以行波的方式倒塌。 这和声波的传播方式很相似: 如果分子之间结合紧密的话, 它们碰到彼此的几率大一些,将会产生更有效的振动。 金属桌甚至细绳这样的固体的分子结合比空气中分子结合紧密的多。

材料

细绳
一支未上漆的金属衣架
剪刀
金属刀叉或勺子
成人助手

准备工作

  • 在大人的帮助下,剪下两条相同的细绳, 每条细绳约两英尺长。
  • 将细绳分别系在金属衣架的不同两端, 抓住细绳,将衣架提起来, 使衣钩部分将朝着地面方向。

制作步骤:

  • 用一只手抓住衣钩将衣架提起来,另一只手在衣架对面敲击金属刀叉或勺子。 注意它发出的声音: 声音持续了多久?你能描述一下,是尖锐的声音,还是低沉的声音? 你能用其它话语来描述一下这种声音吗?
  • 轻轻将衣架的一头(刚才系细绳的一头)放在你耳前的一小块最敏感的皮肤旁, 捂住耳朵(你不必按压的太用力),
  • 用没有抓衣架的那只手(或者找大人帮忙), 再次轻敲衣架对面的金属刀叉或勺子。 注意它发出的声音。 相比第一步的步骤,和你按住耳朵所发出的声音,之间有所不同吗? 它持续多长时间?你用什么词语来形容这声音?
  • 在一个成年人的帮助下,将一条细绳绑在衣架上,并缠绕在你的食指几次。 将另一条细绳缠绕在你另一只手的食指上,
  • 抓住两条细绳 让你的成人助手用金属勺子或刀叉轻敲衣架。 注意它发出的声音。 和上一步相比,这种声音有所不同吗? 它持续了多久?怎么来描述这种声音?
  • 小心按住你耳朵前最敏感的皮肤上的食指(和衣架装置相连的那个食指), 轻轻捂住耳朵,不要用手指堵住耳朵。 让衣架装置在你身前的手指上自由摇摆, 衣钩指向地面的方向, 不要让衣架或细绳触碰到任何东西(细绳绑在手指上除外)。
  • 让你的成人助手在衣架反面轻敲金属刀叉或勺子, (仅敲击一次即可)注意它发出的声音。 和你第一二步将衣架握在手中相比,衣架漂在空中时发出的声音有所不同吗? 它持续了多长时间?你会用什么词语描述这种声音呢?
  • 轻轻摇动衣架,让衣架碰到坚硬的东西, 比如柜台或桌子的边角。 注意它发出的声音: 相比第一步的步骤,和你按住耳朵所发出的声音,之间有所不同吗? 它持续多长时间?你用什么词语来形容这声音? 在你将衣架碰到硬质物体时,它发出了嗙的一声,你注意到细绳的变化了吗? 它们动了吗?做了什么类型的运动?
  • 继续用食指按住耳朵, 用你的另一只手抓住你手中的细绳。 重复上一步,摇动衣架,让它撞到硬质物体。 注意它发出的声音: 和挂在你手指上相比,握在你手中的细绳所发出的声音有什么不同?
  • 附加步骤: 用你的食指继续按住耳朵, 尝试让衣架撞到坚硬的物体, 然后在声音发出的中间段,立刻抓住细绳。 抓住细绳后,你听到它所发出的声音有什么变化吗?
  • 附加步骤: 重复这个活动,用其它日常的金属物做测试, 例如冷却的齿条,金属沙拉钳子,或黄油小刀。 当用不同的金属物体时,声音发生怎样的变化
第 4 段(可获 8.33 积分)

注意事项和结论

当悬挂的衣架从指尖滑落时, 你注意到它产生的声音要比敲击时大许多吗? 共振 (声音是深沉的,圆满的,优质的振动吗?) 和你将它举起,或对它进行按压,敲击所发出的声音做比较,当它被挂在细绳上时,所发出的声音本该更像铃或锣鼓。

为什么你会听到不同的事物的声音? 正如我们在背景中所讨论的那样, 声音振动在某些材料中的传播要比其它材料更容易。 当衣架装置自由悬挂在你面前时, 敲击衣架使其振动。 这些振动通过细绳传播到你的手指上, 然后通过手指到达你的头部, 当你将衣架装置远离你然后敲击它时, 振动通过空气传输到你的耳中。 通过这个活动,你可以得出这样的结论:和你周围的空气相比,细绳和你的手指是更好的声音传输工具。

第 5 段(可获 2.08 积分)

当你用手将衣架放到你耳朵的反面时, 衣架也就不能振动了(因为你将它握在你的手中)。 因此,由于产生更少的振动,就不能发出任何声音了。 当你摆动衣架时,用手握住细绳,它将会产生相同的效果。 细绳也无法发出声音。 因此声波就不能有效的传播,从而进入到你的耳中了。

第 6 段(可获 0.91 积分)

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