书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第10章 暖水瓶唱歌之谜

音调的高低和声源的构造有着密切的关系,固体声源是这样,气体和液体的声源也是这样。

当你往暖水瓶里灌开水时,你听到的声音会随着灌水的情况发生变化。开始音调低,慢慢音调就高了,等到快灌满时音调最高,这就是暖水瓶的歌声。

会“唱歌”的暖水瓶

暖水瓶唱歌的道理很简单:灌水的时候,瓶里的空气受到振动,发出声音,这部分空气就是声源。开始的时候,里边的空气多,空气柱长,它振动起来比较慢,频率低,发出的音调也就低了。水越灌越多,空气越来越少,空气柱越来越短了。短空气柱和短琴弦一样,是急脾气,振动得快,频率高,音调也就变高了。

找一个细口的药瓶做实验更能说明这个原理。

往细口药瓶里灌进水,将它灌满。用嘴向瓶口里吹气,听!是音调比较高的叫声。把水倒出一些,再吹,声音变低了;再倒出些水,声音更低;如果把水倒光,那瓶子的歌声就非常低沉了。

很明显,小药瓶里空气柱的长短决定着它振动的频率。

你吹过笛子吗?笛子虽然没有弦,却有一条看不见的空气柱。这条空气柱受到外力吹动的时候,它就会按一定的频率振动而发出声音。改变空气柱的长度就能发出不同的声调。你把嘴唇放在吹口上,用一股又扁又窄的气流去吹动笛子里的气柱,笛子就唱歌了。把笛子的六个孔全堵上,笛子里的空气柱最长,发出最低的一个音。如果你把离吹口最远的一个孔放开,空气柱就减短了一截,笛子的音调就高一些。吹笛子的人不断地堵住或者放开笛子上的气孔,改变里边空气柱的长短,就能演奏出优美的乐曲。

笛子笛子的音调不但和气柱的长短有关,而且和演奏者吹气的状况有关。原来一个低音“do”,指法不变,运用“超吹”的奏法,可以发出高音“do”。

笛子的历史很悠久了。前些年,朝鲜发现了一根4000年前的笛子。那是用一根鸟腿骨做成的竖笛,笛管上有13个孔,各孔之间相距7~10毫米,呈一条直线,靠两端的孔又稀又小。

用竹管做的笛子也有很长的历史。唐代大诗人李白的诗中就有“谁家玉笛暗飞声,散入春风满洛城”的佳句。玉笛就是一种竹管乐器。