书城科普读物探索未知丛书-从小学科学03
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第5章 为什么耳朵贴到保温瓶口能听到嗡嗡声

你有这样的经验吗?把空保温瓶、空瓶子或空水杯等空容器的口挨近耳朵,就会听见里面嗡嗡响。这嗡嗡声是从哪里来的?这些空容器里并没有发声的声源呀!

原来,这是声学上的一种“共鸣”现象。

声波是空气的波动,它是空气一疏一密的变化,以一定的速度从声源向四面八方传播。

每秒钟疏密变化的次数叫做“频率”。相邻的两个密部或疏部之间的距离叫“波长”。声音的频率越高,波长越短,听起来音调越高。

如果两个相隔比较近、固有频率相同或者接近的物体,只要让其中的一个发声,那么另一个也会跟着发声,并且声音会得到增大,这种现象叫做声音的共鸣。

事实告诉人,几乎所有容器里的空气(叫做空气柱),都会同发声物体共鸣。把一个发声物体放在容器的口上,如果频率或波长适当的话,那么空气柱就会起共鸣,并使声音大大加强。

根据声学家的研究,当声音的波长等于容器里空气柱长度的四倍,或者三分之四,五分之四……的时候,传入容器后就能引起共鸣。我们常用的保温瓶内部深度大约是30厘米。因此,波长是120厘米,40厘米,24厘米等的声音传到瓶里,都会产生共鸣。

我们周围存在着各种波长的声音:人和动物的声音,机器和车子的声音,风和流水的声音…

…,只是有的比较响可以听得见,有的比较弱不容易听见罢了。在这许多声音里,总有可以引起各种容器共鸣的声音。就是比较弱的声音,经过共鸣也会得到加强,从听不见的声音,经过共鸣也会得到加强,从听不见的声音变成可以听见的声音。所以,无论什么时候,在空容器口总能听到连绵不断的嗡嗡的声音。

小的容器,里面的空气柱比较短,引起共鸣的声音的波长也短,所以嗡嗡声的音调比保温瓶发出的高。

利用声音的共鸣现象,可以增强声音的音响效果。比如,各种弦乐器,除了发声部分以外,都配有大小、形状以及材料质地不一的共鸣箱,使乐器演奏出来的乐曲美妙动听,所以人们有时把共鸣箱叫做助音箱。

关于声音的共鸣现象,还有个有趣的故事:唐朝时,洛阳有个和尚庙,庙里有一个大磬。一天夜里,磬突然响起来了。庙里的和尚大惊,还以为是闹鬼了呢!竟被吓病了,连日卧床不起。

有一天,和尚的一个好朋友去看他,听他把情况介绍以后,就用锉把磬锉动几处,半夜里磬就不响了。

庙里的磬之所以在半夜响起来,是因为磬和远处发出的某种声音发生了共鸣。若想叫庙里的磬半夜里不响,就得设法使磬的固有频率与远处声音的频率错开。用锉把磬锉动几处,改变了磬的固有频率,与远处声音的频率拉开了,磬自然就不响了。