书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第60章 妙用“黄钟律管”共鸣现象

我国古代度量衡是用一根管子做标准的,这就是“黄钟律管”。它有一定的管长和管径,也有一定的容量。这种“黄钟律管”翻造以后分发全国各地当做度量衡标准。如果有谁弄虚作假,中央派出的官吏只要把国家保存的“黄钟律管”跟他的律管一比,就能戳穿。用眼睛是看不出假黄钟的,必须使地方的黄钟和国家的黄钟发生共鸣,地方的黄钟才是真的。这是非常严格的,假黄钟不能发生共鸣。

做两个纸筒。甲纸筒有底,稍粗些,乙纸筒是个管子,可以套进甲筒里前后移动。找一个音叉,用橡皮锤把音叉打响,让正在发声的音叉对准筒口,伸长或缩短纸筒,你会发现,当纸筒恰恰达到某一长度时,声音最响。如果没有音叉,用自行车铃的铃盖也可以,不过,要用钳子夹着铃盖里的螺钉,不要让铃盖和其他物体相接触。这就是空气柱共鸣实验。

也可以用连通管来做这个实验。用两根玻璃管和一段塑料管装成连通管,向里边灌水,甲管口放一发声的音叉,提着乙管慢慢下降,甲管里的水位不断下降,里边的空气柱不断增长,当达到某一长度时,听!发生共鸣了。

这个实验说明,一定长度的空气柱能和一定频率的声源发生共鸣。科学实验证明,跟某一声波共鸣的空气柱长度,最短应等于声波波长的1/4。

我国古代科学家就是利用这个原理来测定各地“黄钟律管”长度的。

测定实验是在缇[tí]室里进行的。缇是一种素色无纹的丝织品,用它布置一间帐房,帐房外面有三层套间,还有三重曲折的门径,使室里听不到外来的声响,吹不进外来的风。这就是缇室。

做实验的人在缇室的中央,四周摆一圈实验桌。桌上微微倾斜地放着那些一端开口、一端封闭的圆形待测管。每根待测的管子里都放一点轻灰,那轻灰是用芦苇秆里的薄膜烧成的,稍有振动就会移动位置。做实验的人在中心位置吹笛,发出标准的黄钟音。凡是产生共鸣的管子,都会把管内的轻灰吹成一小堆一小堆的,不会共鸣的管子里的轻灰依然不动。真假就分清了。

缇室还可以为各种乐器定音,在制造乐器和调整乐器上起着重要的作甩。

我国的古书《吕氏春秋》里就有关于缇室的散记。那本书的主编吕不韦死于前235年。这说明,早在2200多年以前我国就建立了缇室,这是世界上最古老的物理实验室。