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探究波形图

2008-10-15黄晓荣

关键词:音叉响度波形图

黄晓荣

八年级《物理》(人教版)上册课本第22页的演示实验中,要求同学们将话筒接在示波器的输入端,用不同乐器对着话筒发出相同的音调,例如都发C调的1(do),比较各波形有何异同.

同学们知道,音调的高低由频率的大小决定,频率越大音调越高.其次声音还有强弱之分,即响度的大小之分,发生体振动的振幅越大产生声音的响度越大.

在CCTV青年歌手大赛中,有一道辨听题:“先听音乐,然后判断音乐是哪一种乐器演奏的.”同一首音乐,即使音调、响度相同,不管用哪种乐器,歌手还是能分辨出来,靠的就是声音的另一个重要因素——音色.

敲瓦声和敲铁声不同,说明音色与发声体的材料有关,在买瓷制品时完好的与有裂纹的敲击声不同,说明音色与发声体的结构有关.我们把声音的信号输入到示波器上,观察比较声音的波形特征,来验证我们的猜想吧!

1.用大小相同的力敲击两个大小不同的音叉,将声音信号(音叉材料相同)输入示波器中,波形如图1所示.通过观察可以得出:音叉发声的音调不同时,波形的疏密不同,音调高的波形密,音调低的波形疏;同是音叉发声,它们的波形图结构相同.

2.用大小不同的力敲击同一音叉,将声音信号输入示波器中,波形如图2所示.通过观察可以得出:音叉发声的响度不同时,波形的幅度不同,响度大的,波形幅度大.同是音叉发声,它们的波形图结构也相同.

3.弹奏钢琴和吹长笛,用相同的音量使它们都发C调的“1”音的声音信号,输入示波器中,波形如图3所示.通过观察可以得出:不同乐器,用相同的音量都发C调的“1”音时,由于声音的响度和音调都基本相同,观察到各组波形的幅度和疏密就基本相同;但发声体不同,声音的音色不同,即波形上附加的小振动不同.

为什么发生体不同,音色不同呢?这是由于物体的材料、结构不同,就使得振动不同,波形上附加的小振动就不同.

总之,观察比较声音的波形特征可得出:声音的音调高低,可以比较波形的疏密;声音的响度大小,可以比较波形的幅度;声音的音色特征,可以看波形的附加小振动.

同学们,通过探究,你们对声波所反映的声音特性——音调、响度、音色有所了解吗?

责任编辑 程哲

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