频率的测定和烧杯打击乐的形成

  1. 数字式实时示波器1台,型号为TDS-200型,数据以数字表示,精度较高,面板如图1所示。具体操作方法如下:
  • 波形的显示是在“触发”信号的命令下进行,本实验采用“单次触发”即每按1次,“运行/停止”键就完成一个数据记录。
  • 电压和时间的选择是通过“伏/格”和“秒/格” 旋钮来完成的。 本实验的参考设置为横坐标每格1.00ms, 纵坐标每格5.00mV。
  • 频率的测量可采用“自动测量法”或“光标测量法”。分别按“MEASURE”键和“CURSOR”键即可。
  1. 电子天平一台。
  2. 话筒一只,并有专用接头联接到示波器的CH1端。
  3. 8个600ml的标准烧杯;另有400ml和800ml的标准烧杯各一个。
  4. 橡皮槌一个,水、酒精若干,垫布若干块。
  5. 实验环境要求尽量减少任何声音干扰,如有隔音较好的环境则更佳。

人类生活的空间充满着各种各样的波,而各种频率的声波组成了波的一个重要分支,它既给人类带来快乐又给人类带来烦恼。人耳能听到的声波即“音调”的频率一般在20赫兹到20000赫兹之间,而给人类美妙乐感的“音调”频率范围远比这范围要小,所以研究声波中的频率对人类的生活非常重要。 本实验是通过在烧杯内加水,以改变其频率,通过多个组合使其形成一系列不同频率的“加水烧杯”,从而组成有趣的打击乐器来演奏简单的乐曲。另外在确定每个“加水烧杯”的音名时,用数字示波器进行频率校正,使实验者从实验中加深频率和音名内在联系的理解,了解固有频率的改变方法,并增加了物理实验的乐趣。

(一)关于频率

  1. 什么叫固有频率?它与振动系统本身的什么性质有关?
  2. 什么叫基频,在声学中它和什么有关?

(二)关于声学

  1. 什么叫声波?它是怎样形成的?什么叫声强和响度?它们有哪些共同点和不同点?
  2. 什么叫回声?它有什么益处和害处?害处应怎样防止?
  3. 什么叫音色?在欣赏乐曲时,如何识别音色的优劣?
  4. 什么叫音名?它在声波系统中有何重要作用?
  1. 将置于桌面上的实验烧杯下面都垫一块布,以使振动频率不易很快衰减,测量方法如图所示。
  2. 将8只600ml的标准烧杯,分别盛入不同体积的水,依音名表测得其C调的“Do”、“Re”、“Mi”、“Fa”、“Sok”、 “La”、 “Ti”、“Do”(高音)的相应的频率。
  3. 用电子天平分别称出8只600ml烧杯中水的质量。
  4. 用400ml和800ml的烧杯实验要得到上述音名的同样频率需要多少质量的水。
  5. 用橡皮槌敲击烧杯演奏自己喜爱的乐曲。
  6. 将水换成酒精做上述实验,要得到同样的频率需改变什么条件?

  1. 写明本实验的目的和意义。
  2. 阐明实验的基本原理,设计思路和研究过程。
  3. 记录所用仪器,材料的规格和型号、数量等。
  4. 记录实验的全过程,包括实验步骤、实验图示、各种实验现象和数据等。
  5. 分析实验结果,讨论实验中出现的各种问题。
  6. 得出实验结论,并提出改进意见。
  1. 沈元华,陆申龙. 基础物理实验. 北京:高等教育出版社,2003.
  2. TDS-200型数字式实时示波器说明书.

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  • 最后更改: 2007/05/17 09:07
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