实验探究量筒吹奏发音的规律
近来一直和阿尧使用量筒研究空腔吹奏发音的规律。实际上,量筒也是可以吹响的,而且量筒吹奏发声规律遵循驻波原理,规律性更加明显。
首先测量量筒内部空气柱的长度,测量结果为15cm,恰好等于刻度尺的量程。
然后网上查找室温下声音的速度为340m/s,由驻波原理可知,空气柱长与波长的关系为
由上式可得,空气柱中驻波的波长值为
由波速公式可知,量筒吹奏发音的频率值为
将数据代入上式,可得吹奏量筒能发出的声音的频率值为:566.6Hz、1700Hz、2833.3Hz、3966.6Hz……
是这样吗?
不妨先吹一吹,再测一测。
利用手机APP(FFT Spectrum Analyzer)观察量筒吹奏发声的频谱,发现600Hz左侧有一个峰值,1800Hz左侧有一个峰值、更高频率的峰值就更微弱,显示不出来了,而图中显示的两个峰值对应着理论值的前两个。
为了精确测定筒吹奏发声的频率,使用手机APP(Gstrings)测量量筒吹奏发声的频率值。
实测结果为562Hz,对照理论值,这个测量值对应第一理论值。
对照理论值和实际值,可得本次实验的相对误差为0.81%。
这测量精度,高、实在是高!
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