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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