音色探究

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探究“敲击装水瓶子”与“贴着瓶口吹气”时发声的不同之处

1、科学探究一:探究敲击装水瓶子时,声音产生的原因是不是瓶内空气振动。

提出问题:声音产生的原因是不是瓶内空气振动?

设计与进行实验:

(1)、在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙,用筷子分别敲击

两个啤酒瓶,

实验结果是:两个瓶子发出声音的音调明显不同,灌装入水的瓶发出的声音音调

较高,灌装入泥沙的瓶发出的声音音调较低。

(2)、另一方面,当改变实验做法,不使用筷子敲击啤酒瓶发声,而是改用嘴分

别对着两个瓶口吹气发声。

实验结果是:两个瓶子发出声音的音调大致相同。

分析与论证:

两个瓶中空气柱的长度是一样的,如果声音产生的原因是空气柱的振动,那么,

用筷子分别敲击两个啤酒瓶时,它们发出声音的音调应该大致相同,现在它们发

出声音的音调明显不同,这说明刚才实验中我们听到的声音不是瓶中空气柱发出

的,而是另有发声物体,是别的发声体在发出不同音调的声音。

用嘴分别对着瓶口吹气,这种情况下的发声体应该是瓶中空气柱,两个瓶中空气

柱的长度是一样的,两个瓶子发出声音的音调大致相同。

分析上述探究实验的结果,可以得出如下结论:当用筷子敲击啤酒瓶时,声音产

生的原因不是瓶内空气振动。

2、科学探究二:探究声音产生的原因是不是瓶内水振动。

提出问题:敲击装水瓶子时,声音产生的原因是不是瓶内水振动?

设计与进行实验:

(1)在啤酒瓶中灌装入水,比较用筷子敲击啤酒瓶发出的声音和用手摇晃酒瓶发

出的声音,实验结果是:用手摇晃酒瓶时瓶中水振动厉害,但发出的声音一点不

象用筷子敲击啤酒瓶发出一的声音,明显两次发声来源不同的发声体。

(2)在另一方面,进行如下比较实验,用筷子敲击空啤酒瓶发出的声音和用筷子敲

击装有水的啤酒瓶发出的声音,发出的声音的音色大体相同,只是音调明显不同,

具体情况是空啤酒瓶发出的声音音调较高,装入水的啤酒瓶发出的声音音调较

低。

分析上述探究实验的结果,可以得出如下结论:当用筷子敲击啤酒瓶时,声音产

生的原因不是瓶内水振动,应该是瓶子的振动。

3、科学探究实验三:探究当用筷子敲击瓶子时,决定产生声音音调的因素。

提出问题:敲击装水瓶子时,决定声音音调的因素是什么?

设计与进行实验:

(1)、在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙,用筷子分别敲击

两个啤酒瓶,实验现象是:灌装入水的瓶发出的声音音调较高,灌装入泥沙的瓶

发出的声音音调较低。

(2)、在两个啤酒瓶中灌装入不同高度的水,用筷子分别敲击两个啤酒瓶,实验

现象是:灌装水较少的瓶发出的声音音调较高,灌装水较多的瓶发出的声音音调

较低。

分析与论证:

根据前面探究实验的结论,当用筷子敲击瓶子时,声音产生的原因是瓶子的振动,

在两个一样的啤酒瓶中分别灌装入同样高度的水和泥沙,水的质量小于泥沙的质

量,用筷子敲击瓶子时,水与瓶子的挤压作用相对泥沙与瓶子的挤压作用而言,

水与瓶子的挤压作用较小,因而装水的瓶子较易振动,振动较快,振动频率高,

瓶子的振动发出声音的音调较高;反之,装泥沙的瓶子泥沙对瓶子的挤压作用较

大,瓶子较难振动,振动较慢,振动频率低,瓶子的振动发出声音的音调较低。

同理,在两个啤酒瓶中灌装入不同高度的水,用筷子敲击瓶子时,少水瓶子的水

质量小,瓶子水对瓶子的挤压作用较小,瓶子较易振动,振动较快,振动频率

高,瓶子的振动发出声音的音调较高;反之,多水瓶子的水质量大,装水多的

瓶子水对瓶子的挤压作用较大,瓶子较难振动,振动较慢,振动频率低,瓶子

的振动发出声音的音调较低。

区别:

1、用嘴贴着装有水的瓶口吹气时,是瓶内的空气柱振动发声。空气柱越短,振

动频率越快,发出声音的音调越高。

2、用筷子或其他物体敲击瓶子时,是瓶子振动发声。瓶中的水越少,对瓶子的

挤压作用越小,瓶子越易振动,振动越快,振动频率高,瓶子振动发出的声音

的音调越高。