用熱水瓶做兩個聲實驗手工科學實驗教程

雖說現在很多家庭有了飲水機，但熱水瓶的使用還是很普遍的，現在我們用熱水瓶做兩個與聲有關的有趣的實驗。

把耳朵貼在空熱水瓶的瓶口上，你就會聽到嗡嗡的聲音。以前許多老人到市場去買熱水瓶的時候，常常這樣做，據說這樣可以鑑別熱水瓶保溫效能的好壞（這當然是不正確的）。實際上，這是一種共鳴現象。

在我們的周圍總是有各種各樣的聲音，由於這些聲音比較微弱，我們常常察覺不到。如果某些聲音和熱水瓶發生共鳴，聲音就被放大了。這種聲音和熱水瓶的質量是沒有什麼關係的。把茶杯、飯碗、玻璃杯等器皿的口貼在耳朵上都會聽到聲音，但是聲音的高低不同。你可以用兩隻耳朵對不同的器皿進行仔細的比較，就會發現器皿小，發出的聲音音調就略高一點。這裡面有一個規律，就是器皿裡的空氣柱越長，發出的音調越低。換句話說，音調低的聲音和長空氣柱發生共鳴，不同的音調對應著不同長度的空氣柱。

古代我國曾經用空氣柱的長度來校準各地方的尺子，以防止貪官汙吏大尺收稅小尺上繳。官府做了一個9寸長，一定粗細的管子，叫黃鐘律管，作為尺長的標準。各地如法翻造。檢查地方官吏是否偽造尺子的時候，只要將標準律管吹響，看看另一個律管是否共鳴就可以。這種檢查十分嚴格，因為律管差一點就不會產生共鳴。

另一個實驗是你天天都做過的，就是向熱水瓶中灌開水。一般說來，任何人都能憑灌水所發出的聲音來判斷水是不是灌滿了。

想一想，為什麼灌的時候，聲音的高低發生變化呢？灌熱水瓶的時候，水攪動了瓶內的空氣，使空氣振動發出聲音，和吹瓶子一樣，空氣柱越長髮出的聲音越低。隨著水面的升高，瓶內空氣柱不斷地減少，音調也就跟著升高，當你聽到聲調升高到一定程度的時候，就知道熱水瓶已經灌滿了。

實際上，灌開水的時候，不僅聲音的音調發生了改變，聲音的響度也變了，剛開始時響度大，快滿時，響度小。有人說，這是因為剛開始時從瓶口倒下的開水離水面較高，使水的振幅大，激起瓶內空氣的振幅大，所以響度大。這只是其中一個方面，但不是最主要的。主要原因是，剛開始時，瓶內的水少，瓶內的空氣就多，這些空氣起共鳴的作用，也就是聲音被放大了。隨著瓶內的水越來越多，瓶內的空氣就越來越少，聲音被放大的程度越來越小了。吉他、二胡等樂器都有一個用木材做成的箱子，叫共鳴箱，它們共鳴箱的大小是不一樣的。

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選自：《初中物理自制教具》