动脑动手 科学探究——用吸管做的一组声学实验

1 2 下一页 唢呐、管子、双簧管等有簧片（俗称哨子）的管乐器，其簧片大都是苇竹竿做成的。也有少数乐器使用其他材料做簧片。那么，用一只喝饮料用的塑料吸管能不能做成簧片呢？经过反复实验，我发现这是可能的。
　　
　　实验一能发声的吸管
　　
　　器材：喝饮料用的塑料吸管、剪刀。
　　
　　实验：把吸管的一端用牙轻轻地咬平，用剪刀把咬平处的两个角剪掉，形成上下两片三角形的簧片。如图1所示
　　

　　把吸管有簧片的一端放进嘴里，不要让它碰到牙、腮或舌头，练习通过吸管向外吹气。初次试吹，若吹不出声音来，可再轻轻地咬咬簧片，并用唾液使簧片软化。如果仍吹不出声，应齐根将三角形簧片剪掉，重新做一次，一定会成功的。
　　
　　有簧片的吸管之所以能发声，是由于当向吸管吹气时，簧片在气流的作用下发生振动，簧片的振动又引起吸管内的空气柱振动，从而发出了声音。这是一切有簧片的乐器发声的基本原理。每次向这只吸管中吹气时，它总是发出同一个音调的声音。怎样才能使它发出另一个音调的声音呢？
　　
　　我们都有这样的经验：管子越短的管乐器，发出的声音音调越高；越长的管乐器，发出的声音音调越低。
　　
　　实验二音调的高低与管中空气柱的长短的关系
　　
　　器材：能发声的吸管、剪刀。
　　
　　实验：在向能发声的吸管中吹气时，它就发出一个音调一定的声音。用剪刀从吸管的另一端剪去约2cm，再试吹一下，音调变了吗？变高了？还是变低了？再剪掉2cm呢？……
　　
　　剪短了的吸管，发出的声音的音调变了，而且是变高了，再剪短一些，音调又变高了……这是由于吸管变短了，吸管内的空气柱就变短了，长短不同的空气柱振动的频率不同，发出的声音的音调就不同。较短的空气柱振动的频率较高，发出的声音的音调就较高。实验中，簧片未变，管长变了，其中的空气柱的长度变了，所以发出的声音音调就变了，由此可知，听到的声音是空气柱振动发出的。
　　
　　那么，是否可以做成一只能发出一个全音音阶的吸管呢？
　　
　　由实验二可知，要使吸管能发出一个全音音阶中的7个音,就需能使空气柱改变成7个特定的长度,也就是使吸管改变成7个特定的长度。
　　
　　你注意过铜管乐队中长号（俗称“伸缩喇叭”或“柱管”）手演奏乐曲的情景吗？他是用拉长、缩短铜管的方法吹出音调高低不同的声音的。是否可以借鉴这一方法来实现我们的探究目标呢？
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