小孔吸收声音的实验

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1、小孔吸收声音的实验摘要：这个小孔吸收声音的实验取材简单，“小孔”和发声体相距很远时效果也非常显著。该实验不需要发声体有非常大的响度.不会妨碍别人的正常工作和学习。　　关键词：小孔；吸收；声音；矿泉水瓶；音箱　　中图分类号：G633.7文献标识码：A：1003-6148（2014）2（S）-0058-2　　1研究背景　　在讲授教科书《噪声的危害与控制》的内容时。笔者引用了课本上的例子：为了防止噪声产生，摩托车排气管里安装有消声器；为了阻断噪声的传播，穿越居民区的高速公路两旁安装有隔音板……这时有学生问：老师，消声器是怎样防止噪声产生的？隔音板是怎样阻断噪声传播的？你能详细

2、解释一下吗？　　笔者就这位同学的提问做了一些简单介绍：消声器是用一些多孔的材料制成的，这些多孔的材料能吸收声音。隔音板也是用一些多孔的材料制成的，隔音板除了能反射声音，同时还能吸收声音。一个平时爱问“为什么”的同学又接着问：小孔可以吸收声音？老师，你能证明给大家看吗？但是笔者要怎么证明给学生看呢？这是一个令人头痛的问题。　　2设计思路　　声音是由物体振动产生的。发声的物体会带动周围的空气振动，形成疏密相间的波动（声波），向远处传播。声波是可以传递能量的，例如放在扬声器旁的蜡烛火焰会被声波“吹”弯。我们身边有“小孔”的物体很多，譬如去掉瓶盖的矿泉水瓶。如果把没有瓶盖的矿泉

3、水瓶放入一个声音噪杂的环境，声波会通过瓶口进入瓶内，由于瓶口比瓶身小很多，声波会在瓶内不断反射，由于受到空气的摩擦和粘滞阻力。以及使矿泉水瓶作机械振动，声能最终会转变为空气和矿泉水瓶的内能。　　也就是说。如果矿泉水瓶的“小孔”吸收了声音，那矿泉水瓶就是吸收了能量；如果矿泉水瓶吸了能量的话，那矿泉水瓶一定会发生振动。但是如果矿泉水瓶的振动很小的话。就不容易观察到，那如何才能使矿泉水瓶的振动非常显著呢。顺着这样的思路，笔者经过多次失败后最终成功设计出“小孔吸收声音”的实验，并在课堂上取得了非常满意的效果。　　3实验设计　　3.1实验器材　　一个596ml的娃哈哈矿泉水瓶，一

4、对产品型号为LXB-203D的联想商用音箱（该音箱为小音箱，质量小于1.5kg），笔记本电脑一台。　　3.2实验方法　　用笔记本电脑播放一些强烈的音乐。如摇滚、重金属一类的歌曲（轻柔的音乐收效甚微）。旋转音量调节旋钮调节音量（以不干扰隔壁班级上课为宜），然后旋转低音旋钮把低音调到理想位置。接下来，用手握住盖子已拧紧了的596ml的娃哈哈矿泉水瓶，并把该矿泉水瓶放在型号为LXB-203D的联想商用音箱附近，瓶口正对着音箱，这时会发现瓶身并不振动，如图1所示。尔后，把矿泉水瓶瓶盖取下，再用手握住该矿泉水瓶并把瓶子正对音箱，这时会发现瓶身在振动，而且振感很明显，如图2所示。然

5、后逐渐远离音箱，直到10m开外都能明显感觉到该矿泉水瓶的瓶身随着音乐的起伏而不停地振动。　　教室里所有的同学每人拿一个596ml的娃哈哈空矿泉水瓶，在教室的任意位置，拧上瓶盖，每个矿泉水瓶都不振动，然而一打开瓶盖，所有的瓶子都发生振动。　　3.3买验说明　　很多读者会产生这样的疑问，为何笔者选用596ml的娃哈哈矿泉水瓶。而不选用350ml的娃哈哈矿泉水瓶或者其他的饮料瓶？为何笔者选用型号为LXB-203D的联想商用音箱，而不选用其他的音箱？　　这里需要特别说明。并非任意的饮料瓶和任意的音箱搭配在一起就能取得明显的实验效果（尤其二者相距较远时）。笔者认真总结经验后发现，

6、决定这个实验成败的条件有五个：一是音箱要可以调节声音的响度，这样声音可以传很远；二是音箱要可以调节声音的频率：三是不能选用有一个独立低音炮的音箱：四是饮料瓶的瓶壁要很薄且弹性好，这样振动时可以有比较大的振幅：五是经过低音调节后音箱发声的频率要与饮料瓶的频率很接近。　　这五个条件中最关键的是第五个。在选取饮料瓶和音箱的时候。一定要让饮料瓶的频率和音箱的发声频率很接近，这样的话饮料瓶可以从周围空气中吸收更多的声能，发生共振。发生共振时，饮料瓶的振幅最大，易于观察。麻烦的问题是，我们只有反复不断的重复实验，才能找到最理想的饮料瓶和最理想的音箱。　　这个实验要在非常安静的环境下

7、进行，并且心要很平静，然后把全身的注意力都集中在握住瓶身的手上。此实验不但可以说明小孔能吸收声音，同时能说明声音可以传递能量。如果稍加改进，把瓶底去掉，套上一层薄薄的橡皮膜，还能演示人耳在听到声音时鼓膜会发生振动。　　4实验的简化及拓展　　4.1简化实验　　很多同学回家后重复笔者的实验，发现很难成功再现笔者的实验。的确，实验器材虽然常见，然而要找到频率相近的饮料瓶和音箱的确很困难。这样的话，要推广这个实验也不容易。笔者认真思索之后想到了简化实验的方法。　　实际上，小孔吸收声音的实验完全可以不用音箱，只需用一个596ml的哇哈哈矿泉水瓶。方