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“捕捉”振动

2021-01-12张军

科学大众(中学) 2021年11期
关键词:振动

张军

声音是由物体振动产生的, 固体、液体、气体都能振动发声。但是,物体的振动很难用肉眼直接观察到。比如,标有“440”字样的音叉被敲击后,每秒振动440次,眼睛根本看不清楚。物理上用频率来描述物体振动的快慢,每秒振动440次,频率就是440赫兹;每秒振动100次,频率就是100赫兹。并不是所有的振动都能引起人的听觉反应,20~20000赫兹的声波传到人耳时才能被听觉感知,这就是我们听到的声音。低于20赫兹的叫次声波,高于20000赫兹的叫超声波。大象、水母、45鱼能对次声波产生听觉,蝙蝠、海豚能对超声波产生听觉,狗既能听到次声波也能听到超声波。

今天,我们就通过几个有趣的实验,来“捕捉”这些看不见的振动。

如何看见音叉的振动

在科学研究中,有些现象难以直接观察,可是这些现象引起的其他现象却容易观察,我们就可以通过观察那些显而易见的现象,来间接地感知不容易观察的现象,这种方法叫作转换法或者转化法。通过测量容易测得的物理量来间接测量不容易测量的物理量,也是转换法。

我们可以用多种方法来“转化”音叉的振动。

方法一:接触水面。水花溅起,表明音叉在振动;没有振动的音叉是不会激起水花的。把这两种现象放在一起对比,这叫比较法(图1)。

方法二:触碰绷紧的纸面。纸面随之振动,发出我们能听到的声音。如果纸面振动的规律和我们说话时声带的振动规律相同,我们就能听到纸片“说话”了(图2)。

方法三: 靠近弹性小球。用透明胶带把线固定到乒乓球上,让悬吊的乒乓球靠近音叉,结果乒乓球被弹开了(图3)。……

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