声学趣味实验资料

1、玻璃音乐玻璃杯可以发出美妙动人的音乐喔，想不想玩呢？操作步骤与现象：准备器材：高脚杯（玻璃杯）数个、调音器取一个高脚杯（玻璃杯），将手指头沾湿以后，在高脚杯杯口边缘摩擦（可已握住杯子底座，不可以握住杯口），看能不能发出声音？注意：手指头沾水可多不可少，而摩擦杯口时，以同一方向（顺时鐘或逆时鐘皆可）摩擦，不必太用力（如图一）。试一试不同大小的高脚杯，仔细听一听发出的声音高低有何不同？（杯子越大，声音越低）在同一个高脚杯加水，仔细听一听不同的水位高低，发出的声音高低有何不同？（水加得越多，声音越低）利用不同大小的高脚杯以及加水多寡（如图二），用调音器调出不同音阶的杯子，就可以当成乐器摸出一首曲子喔

2、。原理：手指头在杯口摩擦时，能够让杯子产生震动（这种震动能够由杯子裡的水產生波动观察出来），进而让空气振动而产生声音。而杯子的质量越大，震动会越慢，因此杯子越大或是加了水，声音都会变低。叮咛的话：如果发不出声音经常是因為手沾的水不够，或是摩擦得太轻或太重，多练习几次一定可以成功。而加水太满时，声音的大小（响度）容易变小，因此调音时，需要调较低的音时，选用大一点的杯子会更好。另一方面，如果杯子质量相近（音高会接近），则杯子本身越宽大，响度会越好。如果利用到教学，可以让小朋友想一想杯子的大小、加水的多寡和声音的高低有何关系？也可以让小朋友利用调音器，控制加水的量，调出恰当的音高。纸片笛操作步骤与现

3、象：准备器材：报纸或影印纸、剪刀将报纸或影印纸（长宽各约十公分），摺成如图一的型状，并在凸起的部分中央剪出一个楔形的缺口。（如图）手拿纸片，由楔形缺口下方吹气（如图），是不是可以发出声音了呢？原理：吹气时，空气进入纸片，纸片因而扩张。此时由於空气快速通过楔形的缺，流速比纸片上静止的空气快，压力较小，因而纸片被压住闭合。纸片闭合后，又被吹气撑开，撑开后纸片上静止的空气又把纸片压回去，如此反覆，纸片产生振动，导致空气的振动就发出声音了。叮咛的话：成功发出声音之后，试试看：相同纸张，不同大小的纸张，发生的声音有何差别？相同纸张，凸起部分的大小（高低）不同，发生的声音会有差别吗？相同大小，不同纸张（报

4、纸与影印纸），发生的声音有何差别？多多笛操作步骤与现象：准备器材：养乐多瓶子、气球、像皮筋、大吸管1.取养乐多空瓶子一个，将底部挖一小洞，再插入大吸管。如果大吸管与瓶子间有缝隙，可用热融胶或油黏土填补。在瓶子略靠近底部的侧面，挖一个小洞（直径约公分）。3.将气球的头部剪下不用。气球底部张开后套在瓶子的开口，再用橡皮筋绑住固定，就完成了多多笛的制作。如图注意：必须将大吸管插入接触到气球，而且气球不能太鬆，必须有点紧绷。.对著瓶子侧面的开口吹吹看，有没有发出响亮的声音呢？想一想，为什么会发出声音呢？完成图原理：多多笛有时被称为空气号角，其发出声音的原理如下图。一开始多多笛瓶子内是封闭状态,叮咛的话

5、：1.可以指导小朋友试验与比较大吸管和小吸管发出的声音，有什么差别？（大吸管的声音比较响亮而低沉）而气球有没有绷紧，差别又是如何？（太松比较不容易发出声音）2.除了养乐多瓶，也可以用别的容器代替，例如下图就是用透明的塑胶杯製作的。吹气进去时，气压会增加，压迫气球有弹性的皮（如图左），气球的皮被压力推开后，和吸管之间出现缝线,让气流可以流出去（如图右）,气流一流出去,气压降低,气球会因本的弹力回到原来位置,再度封闭吸管。如此反覆，就形成了气球来回振动，推动空气的振动而发出声音。公鸡咯咯啼牙线是用来剔牙的，怎样用来发出公鸡的咯、咯的啼叫声呢?操作步骤与现象：准备器材：纸杯一个、迴纹针一个、微蜡牙线

6、约30公分、洗碗海绵一个、蜡烛一根将牙线在蜡烛上来回摩擦，使牙线表面沾有蜡质。将纸杯底部打一个小洞，洞的大小使牙线能够穿过去即可。将纸杯底端的牙线绑上迴纹针，使其卡在杯子底部外侧。（如图一）拉紧牙线，并将海绵稍微沾湿，用海绵压住杯口处的牙线，迅速而短促的往自己的方向拉动（如图二）即可发出像公鸡咯、咯般的声音。原理：上了蜡的牙线，就如同上了松香的小提琴马尾弓，都是为了要增加摩擦力。当湿海绵与牙线摩擦的震动声响沿著牙线传到纸杯内时，声波在纸杯内反射，产生增强的效果，这种现象就称为共鸣。在本游戏中，纸杯的作用就如同是小提琴或是吉他的音箱，能产生共鸣的效果喔！叮咛的话：请指导小朋友先用湿海绵摩擦没有绑

7、纸杯的牙线，听听看声音大小。接著再把牙线绑在纸杯上摩擦，体会声音明显的变大声了。挑战一下：使用大纸杯，比较看看与小纸杯发出的声音有不一样吗？f大纸杯的声音较低沉，小纸杯的声音较高昂。试著使用纸杯、养乐多罐子、铁罐、铝罐、塑胶免洗杯、保特瓶等等，听听看牙线绑在哪一种容器发出的声音会最大声呢？f绑在纸杯上的牙线发出的声音最大声。魔音棒能发出美妙声音的棒子和管子操作步骤与现象：准备器材：金属管（铜管、铝管）、松香粉、排水管（一）魔音棒取.中空的铜管或铝管，直径约一公分至三公分皆可，长度则约一公尺。.以拇指与食指握住金属管的中央（重心），另一隻手涂抹松香粉之后，摩擦金属管，注意：摩擦时是用力握住而快速

8、的滑动！来回几次之后，金属管开始发出响亮的声音了!（二）魔音管取表面有凹凸的排水管一隻（家庭五金行有售），握住排水管的一端，将手举高之后，快速旋转，就可以发出嗡嗡的声音囉！而且随著旋转的速度不同，音调也会变化喔。原理：任何乐器能发出声音都是因为让空气发生振动，当空气的振动频率达到耳朵听得到的范围，我们就感受到声音了。排水管能发出声音，是因为快速旋转时，空气会由底端流通到旋转的一端（伯努利定律），当空气在管子内流动时，经过凹凸不平的管壁而被扰动，进而产生涡流（），此原理如同长笛吹口，也是因为产生涡流而发出声音。而排水管发出特定音调的原因如下图所示；声音是空气的一种疏密波（纵波），在管子中会因為共

9、振而产生驻波（），而产生驻波时管子长度是半个波长的整数倍（图中分别為倍），换言之共振会产生特定的频率，因此排水管会发出特定的音调。而金属管能发出声音是因为手沾了松香粉（可增加摩擦力，如同小提琴的弓也会涂上松香）摩擦金属管，使金属管振动，类似提琴的弓滑过弦一样而发出声音。而空的金属管比实心的金属管效果好，则是因我中空的金属管能提供共鸣（共振）的效果，如同吉他、提琴都有中空的音箱一样，但是同一根金属管只能发出一种音调。叮嚀的话：可以进一步比较中空的、实心的金属管，发生的声音，其响度、音调是否有差别？也可比较直径不同金属管的差异又是如何？在旋转排水管时，请留意不要打到他人。同样的，可以准备粗细不同的

10、排水管，比较发出声音的差异為何？竹蝉知了的叫声很响亮，纸杯可以做成知了吗？操作步骤与现象：准备器材：纸杯、钓鱼线、松香（松胶）、牙签、胶带1取.一竹筷，在头部挖出一个小凹槽（宽约0.公5分即可）。将松香置于小坩锅上加热，待松香熔化后，将竹筷凹槽的部分均匀的沾上松香。（如图）注意：竹筷的凹槽沾了松香后，不能变成凸出来，仍必须是凹槽（可用砂纸磨去过多的松香。取一钓鱼线约50公分长，一端绑在牙签上固定（如图二）。另一端穿过纸杯的底部，再打个小圈圈的结将小圈圈套在竹筷的凹槽上，并可自由转动。在.纸杯二侧，用胶带对称的黏上一小块黏土，以增加纸杯的重量。这样就完成了竹蝉的製作了。.拿著竹筷旋转纸杯，有没有

11、发出响亮的声音呢？想一想，为什么呢？原理：松香可增加摩擦力，如同小提琴的弓也会涂上松香以增加摩擦力。钓鱼线在纸杯旋转时和松香摩擦而產生振动，进而振动空气，类似提琴的弓滑过弦一样而发出声音。而中空的纸杯能提供共鸣的效果，如同吉他、提琴都有中空的音箱，让振动產生的声音更為响亮。叮咛的话：松香可以在中药行买得到。而钓鱼线务必用细一点的，太粗会很不容易打结与操作。纸杯则可以用其他杯子代替。进行探究活动，可以指导小朋友讨论与试验；不同的钓鱼线长度、杯子大小、竹筷粗细等等，发出的声音有何差别？是音调不一样，还是响度有差别？吸管风笛可以发出怪异声音的风笛器材：可弯曲吸管、气球、胶带操作步骤与现象：这是由吸管

12、、气球做成的风笛，如图一。将气球吹气后，让气球放气，就可以发出声音，而且将吸管放进嘴巴（如图二），还会有音阶的变化喔。製作方法：取一可弯曲小吸管，将前端（约5公分长）以硬币来回压平（如图三）。将已经压平的吸管前端，剪成如图四的形状（此尖端的长度约1公分即可，过长不容易发出声音）。注意：此前端要留一点平头（如图四），不要成為尖的入形状。（2前）端的两片吸管要靠近（如图五），不可过於张开（如图六，太过张开）。因此在第1步骤要确实将吸管压平。将剪好的吸管前端放进气球（气球不要太小，建议约6吋的气球），注意：吸管插入气球不能太深，约3公分即可（如图七）。然后以胶带将气球与吸管紧紧的贴牢，不可以漏气（如

13、图八）。将气球与吸管的黏紧后，再取三根可弯曲吸管，以胶带互相接起来（如图九），同样要黏紧，不可以漏气。完成后就可以试验看看，能不能发生风笛声了。一手拿著气球的一端，由吸管的一端吹气，将气球吹胀后，松手释放气球内的空气，就可以发出风笛声了。发出声音后，将吸管吹气的那一端放在嘴巴里，随意改变嘴巴的大小形状，就可以听到声音也跟着改变喔！圖五圈六圖七圜九叮咛的话：制作好的吸管风笛未必都可以发出声音，除了要留意操作步骤提醒的注意事项；在吹饱气球后放气时，捏住气球的手的松紧控制也很重要。例如下图，手捏住气球并轻轻接触气球内部的吸管，可以让吸管更容易发出声音；而且，有趣的是改变手压住的松紧程度，声音的音调也

14、会改变喔。在教学上，可以指导学生试验以及讨论，使用大小不同吸管的差异性为何？或使用三根、四根，甚至五根吸管串起来，发出的声音的差异为何？也可以让学生发挥创意；如何改变嘴巴的形状，发出最有趣、变化最多的声音？另一方面，不放进嘴巴，使用不同的物品共鸣腔（例如放进剪开的保特瓶），发出的声音又有何变化？弹回来的声音距离越长，就越不容易听得到声音吗？.那.可不一定！操作步骤与现象：准备器材：纸筒2个（可用保鲜膜的轴心纸筒或是把海报捲成纸筒状来代替）、可发出滴答声的闹钟一个可立起来的书一本1将.闹钟拿在手上，将手臂伸直，这时可以听到闹鐘的滴答声吗？接著拿出纸筒，透过它来听声音，现在可以听到闹钟的滴答声了吗

15、？.将2支纸筒排成字形，开口朝向桌边。手拿著闹鐘靠在纸筒一端的开口，耳朵靠在另一个纸筒的开口（如图）。这时可以听到闹钟的滴答声吗？.在两个纸筒靠在一起的开口端立一本书（如下图），这时可以听到闹鐘的滴答声了吗？原理：声音是以波的形式在空气中向四面八方传递，很容易逸散消失，纸筒可以让声波集中在纸筒里传递，因此可以让我们听到较长距离的滴答声。当2支纸筒排成字形时，若没有在开口处立书本，声波传入第一个纸筒后，就会从开口处传出去，往四面八方散开，因此我们听不到滴答声。若是在立了一本书，就可把从第一个纸筒传来的滴答声反弹进入第二个纸筒内，因此我们就可以听到滴答声了。叮咛的话：1.请尽量在没有噪音的环境中进

16、行本游戏。若是闹钟的滴答声太大声，不需使用纸筒就能够听的十分清楚的话，请将闹钟换成小型的闹钟或者手錶，以更彰显纸筒有集中声音的功能。风的声音用力旋转末端掛著迴纹针的棉线，你会听到呼啸狂野的风声喔！操作步骤与现象：准备器材：棉线（约双手张开的长度）、回形针15根。.在棉线的末端绑个能掛住迴纹针的小圈圈。.把6根回形针两两串在一起，共三组，挂在棉线的末端小圈圈里（如下图）。.到空旷的场地，紧握棉线的另一端，用力旋转，听听看，发生什麼事？原理：高速旋转掛著回形针的棉线时，迴纹针会切割空气，产生扰动漩涡而发出声音。当回形针越多时，会产生越多的扰动漩涡，声音也越大声。当缩短绳长时，因为转动速度会增加，因

17、此也会产生更大的声音。叮咛的话：游戏操作时，一定要在空旷的空间里甩动，周围不能有人在旁，也不能有会干扰旋转的物品，以免回形针撞到物品后反弹而伤到自己。挑战一下：1.在每组的回形针后端，再各添加3个迴纹针，现在共有15根回形针，再进行同样的操作，请小朋友听看看，发出的声音有不一样吗？（回形针越多，发出的声音就越大声）2.把棉线缩短一半，将多餘的棉线缠绕在手上，用力旋转，听听看发出的声音有不一样吗？（绳子越短，速度越快，声音也越大声）旋转快慢所发出的声音有不一样吗？（绳子转速越快，声音就越大声）伸缩喇叭利用大、小空罐就能够享受吹奏伸缩喇叭的乐趣操作步骤与现象：准备器材：大空罐（直径约6.公5分，可

18、用装八宝粥的铁罐，方便掀开整个顶盖。）、小空罐（直径约5公分，可用装芦笋汁的铁罐。）、吸管、透明胶带、开罐器1取.小型易开罐空罐子一个，清洗乾净。2.将吸管剪下约7公分长度，将吸管放置在易开罐小孔的边缘，再吹吹看，尝试各种角度与，找出最容易发出声音的位置。确定吸管的位置之后，用胶带将吸管贴好固定。用开罐器或其他工具将小的易开罐另一端底部平整的切除（小心不要割到手）。在水盆中装水（水的高度要比易开罐略高），或者较大的有开口铝罐（如图一），再将製作好的小易开罐放入水盆（或铝罐），再吹吹看。吹出声音时，同时上下移动小易开罐，可以发现如同伸缩喇叭般音调改变了（如图二）。图一图二原理：利用上下移动小空罐

19、，使其在水中的体积不断发生改变，造成小空罐内的空气共鸣柱发生长、短变化，因而决定了声音的音调。当小空罐往上拉，空气柱变长，发出的音调就会变低。当小空罐往下压，空气柱变短，发出的音调就会变高。叮咛的话：用开罐器后的罐子边缘刻痕，千万不要用手去触摸，以免被罐子割伤。若小朋友吹不出响亮的声音，请家长注意吸管是否鬆脱，请重新调整吸管的位置与角度。挑战一下：吹奏一首简单的歌曲，如小星星、两只老虎、小蜜蜂等等。吸管笛一支吸管就能够发出响亮的笛声操作步骤与现象：准备器材：粗细不同的吸管各一枝、剪刀将吸管一端先压扁，并剪成尖状（约1公分）。（如图）用嘴唇轻轻含住尖端处，用力吹气，即可发出响亮的声音。在吸管上挖几个小洞（如图），再试试看，有的洞按住，有些洞放开，声音是否有高低音的变化呢？原理：吸管前端的两片尖状体，就像是双簧管的簧片一样。吹气时，簧片快速震动，与吸管内的空气柱产生共鸣。不管是把吸管剪短还是按住吸管上的小孔，都能控制空气柱的长短，因而决定了声音的音调。当空气柱越长、越粗，发出的音调就会越低。当空气柱越短、越细，发出的