一個(gè)值得思考的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

1、一個(gè)值得思考的學(xué)生實(shí)驗(yàn) 頻率跟振動(dòng)體的體積關(guān)系人教版八年級上冊在研究音調(diào)跟頻率的關(guān)系時(shí)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(dòng)鋼尺，聽它振動(dòng)發(fā)出的聲音，同時(shí)注意鋼尺振動(dòng)的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長度，再次撥動(dòng)。注意使鋼尺振動(dòng)的幅度大致相同。比較兩種情況下鋼尺振動(dòng)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(guān)系時(shí)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(dòng)它的端部，可以看出鋸條在振動(dòng)。然后回縮一些，約伸出全長的3/42/3，再撥動(dòng)它，可以看出振動(dòng)變快。由此可以得知，鋸條越短振動(dòng)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(dòng)后不但能夠看到鋸條在快速振動(dòng)，還能聽到鋸條振動(dòng)發(fā)出的聲音。繼續(xù)將鋸條縮短幾次，注意聽振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音高低有什么不同。本實(shí)驗(yàn)因取材容易，現(xiàn)象明顯，效果好。從而普遍被各個(gè)版本的教材采用以研究音調(diào)跟頻率的關(guān)系。教學(xué)中，我們要求每個(gè)學(xué)生就用自己的塑料直尺做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，效果不亞于鋼尺和鋸條。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，我們注意到一個(gè)細(xì)節(jié)：直尺在振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)部分的體積越大，頻率就越小，音調(diào)就越低；反之，振動(dòng)部分的體積越小，頻率就越大，音調(diào)就越高。那么，振動(dòng)體的體積與頻率是否存在著某種內(nèi)在的關(guān)系呢？上面的學(xué)生實(shí)驗(yàn)告訴我們：振動(dòng)部分的體積越大，頻率就越??；振動(dòng)部分的體積越小，頻率就越大。縱觀古今中外

3、的幾百種傳統(tǒng)樂器，按它們振動(dòng)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(gè)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?yàn)槊總€(gè)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(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：鐘的體積越小，振動(dòng)頻率越大，音調(diào)越高；鐘的體積越大，振動(dòng)頻率越小，音調(diào)越低。與此類似的一個(gè)學(xué)生易做的水杯琴實(shí)驗(yàn)：把八個(gè)相同的玻璃杯排成一排，給每杯里倒水，水是一個(gè)

4、比一個(gè)少，然后，用筷子敲擊這八個(gè)水杯杯口，能聽到不同音調(diào)的聲音，調(diào)節(jié)各個(gè)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(gè)整體，由于振動(dòng)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(xí)慣稱空氣柱）振動(dòng)特點(diǎn)是：管子越長、直徑越大，即空氣的體積越大，振動(dòng)時(shí)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(dòng)體的體積就可以改變空氣柱振動(dòng)的頻率，從而改變音調(diào)。吹奏笛子時(shí)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(dòng)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(shí)，隨著水位升高瓶內(nèi)空氣的體積越來越小，因而空氣振動(dòng)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(dòng)時(shí)頻率小，音調(diào)低沉，細(xì)弦振動(dòng)時(shí)頻率大音調(diào)高。在演奏二胡的過程中，運(yùn)用手指上下滑動(dòng)按弦來改變弦長，即改變弦振動(dòng)的體積，從而達(dá)到改變音調(diào)的目的。當(dāng)手指向下滑動(dòng)，弦振動(dòng)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?yàn)閮和?、女同志的發(fā)音器官聲帶，短而細(xì)體積小的緣故。處在青春期發(fā)育階段的學(xué)生，都要經(jīng)歷一個(gè)變聲階段，特別是男生會(huì)發(fā)現(xiàn)聲音變 “粗大”了，就是因聲帶體積變大，發(fā)音時(shí)頻率小，音調(diào)低沉的緣