探究瓶子吹奏发音频率与瓶内空气体积的关系

前些日子，在与朋友小聚时，发现这只酒瓶的造型很好，要口有口，要肚有肚，就留了下来，以后有机会也插一枝花啥的，装点一下办公室的氛围，也很不错。

昨天，儿子来学校参加信息学基础知识的培训，结束后来到办公室玩耍，看到了这只瓶子，很感兴趣，像文物一样把玩不止，还不停地吹奏出共鸣音。

那好，就让你玩个够。我顺手从封存已久的纸箱里拿出一只量筒，让儿子重做一下三年前做过的探究实验，看看酒瓶吹奏发音频率与瓶内空气体积的关系是什么样的。

按照基本的实验操作要求，我们先灌满水，然后用量筒逐渐向外倒出水，倒出的水的体积，自然就是进去的空气的体积了。

每测量一次倒出的水的体积，就吹奏一下瓶子的瓶口，使瓶子的发音连续、稳定，饱满。

同时用智能手机里面装载的音频分析软件测试声音的频率，并将瓶内空气体积和瓶子吹奏发音频率数据录入电子表格，直至将酒瓶里的水彻底倒出，电子表格里也记满了测量数据。

我们在电子表格里面以频率为纵轴，以体积为横轴绘制散点图，发现酒瓶吹奏发音频率随着瓶内空气体积的增大而减小。

能得出这一定性规律，儿子已经很满意了。

但是老子很不满意，因为儿子已经是高一新生了，高中生实验探究要追求定量研究，而不是定性研究，那这个曲线的方程是什么呢？

上面的曲线在电子表格内用幂函数去拟合，发现拟合的很好。

依据物理学中将实验曲线化曲为直的基本思想，我们以频率为纵轴，以瓶内体积倒数的平方根为横轴，得到了一条近似直线的分布，数据点分布与直线基本吻合。

儿子不依不饶，因为数据点虽然近似为直线分布，但是数据点分布趋势与直线相比，不是随机分布在直线两侧，而是自成一定的弯曲弧度；再说了，这个直线也没有过原点。

也就说：酒瓶吹奏发音频率与瓶内空气体积倒数平方根并不是真正的比例关系。

看来，三年前的那次实验探究，虽然取得了省一等奖的好成绩，但是现在看来，当时确实忽略了一些东西。

一切都要遵照最原始的测量数据，为什么总是要与猜想有一些偏差呢？这把我们困惑的不行！

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