聲學趣味實驗資料

1、玻璃音樂玻璃杯可以發(fā)出美妙動人的音樂喔，想不想玩呢？操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：高腳杯（玻璃杯）數(shù)個、調音器取一個高腳杯（玻璃杯），將手指頭沾濕以后，在高腳杯杯口邊緣摩擦（可已握住杯子底座，不可以握住杯口），看能不能發(fā)出聲音？注意：手指頭沾水可多不可少，而摩擦杯口時，以同一方向（順時鐘或逆時鐘皆可）摩擦，不必太用力（如圖一）。試一試不同大小的高腳杯，仔細聽一聽發(fā)出的聲音高低有何不同？（杯子越大，聲音越低）在同一個高腳杯加水，仔細聽一聽不同的水位高低，發(fā)出的聲音高低有何不同？（水加得越多，聲音越低）利用不同大小的高腳杯以及加水多寡（如圖二），用調音器調出不同音階的杯子，就可以當成樂器摸出一首曲子喔

2、。原理：手指頭在杯口摩擦時，能夠讓杯子產生震動（這種震動能夠由杯子裡的水產生波動觀察出來），進而讓空氣振動而產生聲音。而杯子的質量越大，震動會越慢，因此杯子越大或是加了水，聲音都會變低。叮嚀的話：如果發(fā)不出聲音經(jīng)常是因為手沾的水不夠，或是摩擦得太輕或太重，多練習幾次一定可以成功。而加水太滿時，聲音的大?。懚龋┤菀鬃冃?，因此調音時，需要調較低的音時，選用大一點的杯子會更好。另一方面，如果杯子質量相近（音高會接近），則杯子本身越寬大，響度會越好。如果利用到教學，可以讓小朋友想一想杯子的大小、加水的多寡和聲音的高低有何關系？也可以讓小朋友利用調音器，控制加水的量，調出恰當?shù)囊舾?。紙片笛操作步驟與現(xiàn)

3、象：準備器材：報紙或影印紙、剪刀將報紙或影印紙（長寬各約十公分），摺成如圖一的型狀，并在凸起的部分中央剪出一個楔形的缺口。（如圖）手拿紙片，由楔形缺口下方吹氣（如圖），是不是可以發(fā)出聲音了呢？原理：吹氣時，空氣進入紙片，紙片因而擴張。此時由於空氣快速通過楔形的缺，流速比紙片上靜止的空氣快，壓力較小，因而紙片被壓住閉合。紙片閉合后，又被吹氣撐開，撐開后紙片上靜止的空氣又把紙片壓回去，如此反覆，紙片產生振動，導致空氣的振動就發(fā)出聲音了。叮嚀的話：成功發(fā)出聲音之后，試試看：相同紙張，不同大小的紙張，發(fā)生的聲音有何差別？相同紙張，凸起部分的大小（高低）不同，發(fā)生的聲音會有差別嗎？相同大小，不同紙張（報

4、紙與影印紙），發(fā)生的聲音有何差別？多多笛操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：養(yǎng)樂多瓶子、氣球、像皮筋、大吸管1.取養(yǎng)樂多空瓶子一個，將底部挖一小洞，再插入大吸管。如果大吸管與瓶子間有縫隙，可用熱融膠或油黏土填補。在瓶子略靠近底部的側面，挖一個小洞（直徑約公分）。3.將氣球的頭部剪下不用。氣球底部張開后套在瓶子的開口，再用橡皮筋綁住固定，就完成了多多笛的制作。如圖注意：必須將大吸管插入接觸到氣球，而且氣球不能太鬆，必須有點緊繃。.對著瓶子側面的開口吹吹看，有沒有發(fā)出響亮的聲音呢？想一想，為什么會發(fā)出聲音呢？完成圖原理：多多笛有時被稱為空氣號角，其發(fā)出聲音的原理如下圖。一開始多多笛瓶子內是封閉狀態(tài),叮嚀的話

5、：1.可以指導小朋友試驗與比較大吸管和小吸管發(fā)出的聲音，有什么差別？（大吸管的聲音比較響亮而低沉）而氣球有沒有繃緊，差別又是如何？（太松比較不容易發(fā)出聲音）2.除了養(yǎng)樂多瓶，也可以用別的容器代替，例如下圖就是用透明的塑膠杯製作的。吹氣進去時，氣壓會增加，壓迫氣球有彈性的皮（如圖左），氣球的皮被壓力推開后，和吸管之間出現(xiàn)縫線,讓氣流可以流出去（如圖右）,氣流一流出去,氣壓降低,氣球會因本的彈力回到原來位置,再度封閉吸管。如此反覆，就形成了氣球來回振動，推動空氣的振動而發(fā)出聲音。公雞咯咯啼牙線是用來剔牙的，怎樣用來發(fā)出公雞的咯、咯的啼叫聲呢?操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：紙杯一個、迴紋針一個、微蠟牙線

6、約30公分、洗碗海綿一個、蠟燭一根將牙線在蠟燭上來回摩擦，使牙線表面沾有蠟質。將紙杯底部打一個小洞，洞的大小使牙線能夠穿過去即可。將紙杯底端的牙線綁上迴紋針，使其卡在杯子底部外側。（如圖一）拉緊牙線，并將海綿稍微沾濕，用海綿壓住杯口處的牙線，迅速而短促的往自己的方向拉動（如圖二）即可發(fā)出像公雞咯、咯般的聲音。原理：上了蠟的牙線，就如同上了松香的小提琴馬尾弓，都是為了要增加摩擦力。當濕海綿與牙線摩擦的震動聲響沿著牙線傳到紙杯內時，聲波在紙杯內反射，產生增強的效果，這種現(xiàn)象就稱為共鳴。在本游戲中，紙杯的作用就如同是小提琴或是吉他的音箱，能產生共鳴的效果喔！叮嚀的話：請指導小朋友先用濕海綿摩擦沒有綁

7、紙杯的牙線，聽聽看聲音大小。接著再把牙線綁在紙杯上摩擦，體會聲音明顯的變大聲了。挑戰(zhàn)一下：使用大紙杯，比較看看與小紙杯發(fā)出的聲音有不一樣嗎？f大紙杯的聲音較低沉，小紙杯的聲音較高昂。試著使用紙杯、養(yǎng)樂多罐子、鐵罐、鋁罐、塑膠免洗杯、保特瓶等等，聽聽看牙線綁在哪一種容器發(fā)出的聲音會最大聲呢？f綁在紙杯上的牙線發(fā)出的聲音最大聲。魔音棒能發(fā)出美妙聲音的棒子和管子操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：金屬管（銅管、鋁管）、松香粉、排水管（一）魔音棒取.中空的銅管或鋁管，直徑約一公分至三公分皆可，長度則約一公尺。.以拇指與食指握住金屬管的中央（重心），另一隻手涂抹松香粉之后，摩擦金屬管，注意：摩擦時是用力握住而快速

8、的滑動！來回幾次之后，金屬管開始發(fā)出響亮的聲音了!（二）魔音管取表面有凹凸的排水管一隻（家庭五金行有售），握住排水管的一端，將手舉高之后，快速旋轉，就可以發(fā)出嗡嗡的聲音囉！而且隨著旋轉的速度不同，音調也會變化喔。原理：任何樂器能發(fā)出聲音都是因為讓空氣發(fā)生振動，當空氣的振動頻率達到耳朵聽得到的范圍，我們就感受到聲音了。排水管能發(fā)出聲音，是因為快速旋轉時，空氣會由底端流通到旋轉的一端（伯努利定律），當空氣在管子內流動時，經(jīng)過凹凸不平的管壁而被擾動，進而產生渦流（），此原理如同長笛吹口，也是因為產生渦流而發(fā)出聲音。而排水管發(fā)出特定音調的原因如下圖所示；聲音是空氣的一種疏密波（縱波），在管子中會因為共

9、振而產生駐波（），而產生駐波時管子長度是半個波長的整數(shù)倍（圖中分別為倍），換言之共振會產生特定的頻率，因此排水管會發(fā)出特定的音調。而金屬管能發(fā)出聲音是因為手沾了松香粉（可增加摩擦力，如同小提琴的弓也會涂上松香）摩擦金屬管，使金屬管振動，類似提琴的弓滑過弦一樣而發(fā)出聲音。而空的金屬管比實心的金屬管效果好，則是因我中空的金屬管能提供共鳴（共振）的效果，如同吉他、提琴都有中空的音箱一樣，但是同一根金屬管只能發(fā)出一種音調。叮嚀的話：可以進一步比較中空的、實心的金屬管，發(fā)生的聲音，其響度、音調是否有差別？也可比較直徑不同金屬管的差異又是如何？在旋轉排水管時，請留意不要打到他人。同樣的，可以準備粗細不同的

10、排水管，比較發(fā)出聲音的差異為何？竹蟬知了的叫聲很響亮，紙杯可以做成知了嗎？操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：紙杯、釣魚線、松香（松膠）、牙簽、膠帶1取.一竹筷，在頭部挖出一個小凹槽（寬約0.公5分即可）。將松香置于小坩鍋上加熱，待松香熔化后，將竹筷凹槽的部分均勻的沾上松香。（如圖）注意：竹筷的凹槽沾了松香后，不能變成凸出來，仍必須是凹槽（可用砂紙磨去過多的松香。取一釣魚線約50公分長，一端綁在牙簽上固定（如圖二）。另一端穿過紙杯的底部，再打個小圈圈的結將小圈圈套在竹筷的凹槽上，并可自由轉動。在.紙杯二側，用膠帶對稱的黏上一小塊黏土，以增加紙杯的重量。這樣就完成了竹蟬的製作了。.拿著竹筷旋轉紙杯，有沒有

11、發(fā)出響亮的聲音呢？想一想，為什么呢？原理：松香可增加摩擦力，如同小提琴的弓也會涂上松香以增加摩擦力。釣魚線在紙杯旋轉時和松香摩擦而產生振動，進而振動空氣，類似提琴的弓滑過弦一樣而發(fā)出聲音。而中空的紙杯能提供共鳴的效果，如同吉他、提琴都有中空的音箱，讓振動產生的聲音更為響亮。叮嚀的話：松香可以在中藥行買得到。而釣魚線務必用細一點的，太粗會很不容易打結與操作。紙杯則可以用其他杯子代替。進行探究活動，可以指導小朋友討論與試驗；不同的釣魚線長度、杯子大小、竹筷粗細等等，發(fā)出的聲音有何差別？是音調不一樣，還是響度有差別？吸管風笛可以發(fā)出怪異聲音的風笛器材：可彎曲吸管、氣球、膠帶操作步驟與現(xiàn)象：這是由吸管

12、、氣球做成的風笛，如圖一。將氣球吹氣后，讓氣球放氣，就可以發(fā)出聲音，而且將吸管放進嘴巴（如圖二），還會有音階的變化喔。製作方法：取一可彎曲小吸管，將前端（約5公分長）以硬幣來回壓平（如圖三）。將已經(jīng)壓平的吸管前端，剪成如圖四的形狀（此尖端的長度約1公分即可，過長不容易發(fā)出聲音）。注意：此前端要留一點平頭（如圖四），不要成為尖的入形狀。（2前）端的兩片吸管要靠近（如圖五），不可過於張開（如圖六，太過張開）。因此在第1步驟要確實將吸管壓平。將剪好的吸管前端放進氣球（氣球不要太小，建議約6吋的氣球），注意：吸管插入氣球不能太深，約3公分即可（如圖七）。然后以膠帶將氣球與吸管緊緊的貼牢，不可以漏氣（如

13、圖八）。將氣球與吸管的黏緊后，再取三根可彎曲吸管，以膠帶互相接起來（如圖九），同樣要黏緊，不可以漏氣。完成后就可以試驗看看，能不能發(fā)生風笛聲了。一手拿著氣球的一端，由吸管的一端吹氣，將氣球吹脹后，松手釋放氣球內的空氣，就可以發(fā)出風笛聲了。發(fā)出聲音后，將吸管吹氣的那一端放在嘴巴里，隨意改變嘴巴的大小形狀，就可以聽到聲音也跟著改變喔！圖五圈六圖七圜九叮嚀的話：制作好的吸管風笛未必都可以發(fā)出聲音，除了要留意操作步驟提醒的注意事項；在吹飽氣球后放氣時，捏住氣球的手的松緊控制也很重要。例如下圖，手捏住氣球并輕輕接觸氣球內部的吸管，可以讓吸管更容易發(fā)出聲音；而且，有趣的是改變手壓住的松緊程度，聲音的音調也

14、會改變喔。在教學上，可以指導學生試驗以及討論，使用大小不同吸管的差異性為何？或使用三根、四根，甚至五根吸管串起來，發(fā)出的聲音的差異為何？也可以讓學生發(fā)揮創(chuàng)意；如何改變嘴巴的形狀，發(fā)出最有趣、變化最多的聲音？另一方面，不放進嘴巴，使用不同的物品共鳴腔（例如放進剪開的保特瓶），發(fā)出的聲音又有何變化？彈回來的聲音距離越長，就越不容易聽得到聲音嗎？.那.可不一定！操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：紙筒2個（可用保鮮膜的軸心紙筒或是把海報捲成紙筒狀來代替）、可發(fā)出滴答聲的鬧鐘一個可立起來的書一本1將.鬧鐘拿在手上，將手臂伸直，這時可以聽到鬧鐘的滴答聲嗎？接著拿出紙筒，透過它來聽聲音，現(xiàn)在可以聽到鬧鐘的滴答聲了嗎

15、？.將2支紙筒排成字形，開口朝向桌邊。手拿著鬧鐘靠在紙筒一端的開口，耳朵靠在另一個紙筒的開口（如圖）。這時可以聽到鬧鐘的滴答聲嗎？.在兩個紙筒靠在一起的開口端立一本書（如下圖），這時可以聽到鬧鐘的滴答聲了嗎？原理：聲音是以波的形式在空氣中向四面八方傳遞，很容易逸散消失，紙筒可以讓聲波集中在紙筒里傳遞，因此可以讓我們聽到較長距離的滴答聲。當2支紙筒排成字形時，若沒有在開口處立書本，聲波傳入第一個紙筒后，就會從開口處傳出去，往四面八方散開，因此我們聽不到滴答聲。若是在立了一本書，就可把從第一個紙筒傳來的滴答聲反彈進入第二個紙筒內，因此我們就可以聽到滴答聲了。叮嚀的話：1.請盡量在沒有噪音的環(huán)境中進

16、行本游戲。若是鬧鐘的滴答聲太大聲，不需使用紙筒就能夠聽的十分清楚的話，請將鬧鐘換成小型的鬧鐘或者手錶，以更彰顯紙筒有集中聲音的功能。風的聲音用力旋轉末端掛著迴紋針的棉線，你會聽到呼嘯狂野的風聲喔！操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：棉線（約雙手張開的長度）、回形針15根。.在棉線的末端綁個能掛住迴紋針的小圈圈。.把6根回形針兩兩串在一起，共三組，掛在棉線的末端小圈圈里（如下圖）。.到空曠的場地，緊握棉線的另一端，用力旋轉，聽聽看，發(fā)生什麼事？原理：高速旋轉掛著回形針的棉線時，迴紋針會切割空氣，產生擾動漩渦而發(fā)出聲音。當回形針越多時，會產生越多的擾動漩渦，聲音也越大聲。當縮短繩長時，因為轉動速度會增加，因

17、此也會產生更大的聲音。叮嚀的話：游戲操作時，一定要在空曠的空間里甩動，周圍不能有人在旁，也不能有會干擾旋轉的物品，以免回形針撞到物品后反彈而傷到自己。挑戰(zhàn)一下：1.在每組的回形針后端，再各添加3個迴紋針，現(xiàn)在共有15根回形針，再進行同樣的操作，請小朋友聽看看，發(fā)出的聲音有不一樣嗎？（回形針越多，發(fā)出的聲音就越大聲）2.把棉線縮短一半，將多餘的棉線纏繞在手上，用力旋轉，聽聽看發(fā)出的聲音有不一樣嗎？（繩子越短，速度越快，聲音也越大聲）旋轉快慢所發(fā)出的聲音有不一樣嗎？（繩子轉速越快，聲音就越大聲）伸縮喇叭利用大、小空罐就能夠享受吹奏伸縮喇叭的樂趣操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：大空罐（直徑約6.公5分，可

18、用裝八寶粥的鐵罐，方便掀開整個頂蓋。）、小空罐（直徑約5公分，可用裝蘆筍汁的鐵罐。）、吸管、透明膠帶、開罐器1取.小型易開罐空罐子一個，清洗乾凈。2.將吸管剪下約7公分長度，將吸管放置在易開罐小孔的邊緣，再吹吹看，嘗試各種角度與，找出最容易發(fā)出聲音的位置。確定吸管的位置之后，用膠帶將吸管貼好固定。用開罐器或其他工具將小的易開罐另一端底部平整的切除（小心不要割到手）。在水盆中裝水（水的高度要比易開罐略高），或者較大的有開口鋁罐（如圖一），再將製作好的小易開罐放入水盆（或鋁罐），再吹吹看。吹出聲音時，同時上下移動小易開罐，可以發(fā)現(xiàn)如同伸縮喇叭般音調改變了（如圖二）。圖一圖二原理：利用上下移動小空罐

19、，使其在水中的體積不斷發(fā)生改變，造成小空罐內的空氣共鳴柱發(fā)生長、短變化，因而決定了聲音的音調。當小空罐往上拉，空氣柱變長，發(fā)出的音調就會變低。當小空罐往下壓，空氣柱變短，發(fā)出的音調就會變高。叮嚀的話：用開罐器后的罐子邊緣刻痕，千萬不要用手去觸摸，以免被罐子割傷。若小朋友吹不出響亮的聲音，請家長注意吸管是否鬆脫，請重新調整吸管的位置與角度。挑戰(zhàn)一下：吹奏一首簡單的歌曲，如小星星、兩只老虎、小蜜蜂等等。吸管笛一支吸管就能夠發(fā)出響亮的笛聲操作步驟與現(xiàn)象：準備器材：粗細不同的吸管各一枝、剪刀將吸管一端先壓扁，并剪成尖狀（約1公分）。（如圖）用嘴唇輕輕含住尖端處，用力吹氣，即可發(fā)出響亮的聲音。在吸管上挖幾個小洞（如圖），再試試看，有的洞按住，有些洞放開，聲音是否有高低音的變化呢？原理：吸管前端的兩片尖狀體，就像是雙簧管的簧片一樣。吹氣時，簧片快速震動，與吸管內的空氣柱產生共鳴。不管是把吸管剪短還是按住吸管上的小孔，都能控制空氣柱的長短，因而決定了聲音的音調。當空氣柱越長、越粗，發(fā)出的音調就會越低。當空氣柱越短、越細，發(fā)出的