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声波圆舞曲





管子中液体的运动,将声波以可见水波的方式展现了出来。

做做看和该注意的事项

• 玻璃管的一端装有一个喇叭,桌面上的两个旋钮分别控制喇叭的音量和频率。红色数字表示喇叭发出声音的振动频率。

• 将左边控制音量的旋钮向右转动开到最大,接下来调节右边的频率旋钮直到看到玻璃管中液体溅起。

• 当玻璃管中的液体溅起时,继续调节频率旋钮,找出是否有其它频率可以使液体溅起。

• 注意液体溅起的位置会随着声音频率而改变。

• 仔细观察溅起的液体。注意液体溅起时几乎是垂直的,同时也要注意到在表面上跳动的液滴。它们看起来像泡泡,但其实是液体溅起的小液滴。

原理

喇叭的振动会产生声波,声波在试管传播,从喇叭一端传到密封一端,而后弹回。由于两个方向传播的波属于同源波,所以很容易形成驻波。

当驻波的频率恰好达到管中液体的固有频率或是其整数倍时,管中液体就会发生剧烈的共振。

外延知识

两列振动方向相同,振幅和频率也相同,沿相反方向传播的同类波,它们相干叠加形成驻波。驻波有很明显的特征,它在某些特定位置的振幅为零,而在某些位置的振幅则达到最大,并且振幅为零的地方与振幅最大的地方最近距离为四分之一个波长。

物体本身都存在一个固有的振动频率,这个固有频率由物体的材料、形状、质量分布等因素决定。如果外界强加给他的刺激的频率与固有频率相同,就会发生共振。