共振与共鸣
声音的共振共鸣现象的原理
声音的共振共鸣现象的原理声音是一种通过空气、固体或液体传播的机械波,而共振和共鸣是声音现象中常见的现象。
共振共鸣现象是指当一个物体受到外界声音的激发时,与之共振的物体将产生共鸣,使声音的振幅增强。
本文将从声音共振和共鸣的基本原理、共振共鸣的条件以及应用方面来探讨声音的共振共鸣现象的原理。
1. 声音共振的基本原理声音共振是指当一个振动源与另一个物体的固有频率相同时,能产生共振现象。
当振动源频率与物体固有频率相同时,物体会被迫以较大的振幅振动。
这是因为外界声音所提供的能量与物体固有频率的波动产生共振,使振动幅度增加。
2. 声音共鸣的基本原理声音共鸣是指当一个声音源在某个频率下发出声音时,其他物体以相同或倍数关系的频率发生共鸣。
共鸣是通过相互作用而实现的,当物体自身频率与外界声音频率相同时,音波将通过物体的共鸣腔体而增强。
共鸣的结果是声音变得更加响亮。
3. 声音共振共鸣的条件声音共振和共鸣的实现需要满足以下几个条件:- 振动源与物体的固有频率要相等或非常接近。
只有在频率相近的情况下,才能满足共振共鸣的条件。
- 物体必须具有一定的弹性和可变形性,以便与声音产生相互作用。
- 声音的振幅足够大,以使物体的振动达到较大幅度。
4. 声音共振共鸣的应用声音的共振共鸣现象在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
- 音乐乐器:乐器的共鸣腔体可以放大声音,使乐器的音质更加浑厚和谐美妙。
- 声学传感器:利用共振共鸣原理可以设计出高灵敏度和高精度的声学传感器,用于测量声波的频率和振幅。
- 计算机技术:共振共鸣原理可以用于音频处理和信号增强领域,提高声音的质量和音量。
- 声波吸声材料:合理设计共振共鸣结构的吸声材料可以有效减小室内噪音和回音,改善声音品质。
综上所述,声音的共振共鸣现象是声音传播中的重要现象,通过相互作用和能量传递实现振幅增强。
了解声音共振共鸣的原理和条件对于改善声音品质和进行科学研究具有重要意义。
在实际应用中,我们可以利用声音共振共鸣的原理设计出更好的乐器、声学传感器和吸声材料等。
声学中的共振与共鸣现象
声学中的共振与共鸣现象声学是研究声音的科学领域,而共振与共鸣则是声学中一种重要的现象。
在这篇文章中,我们将探讨共振与共鸣现象的定义、特征以及在实际应用中的重要性。
一、共振的定义与特征共振是指在一个物体受到外界振动力的作用下,发生自身振动的现象。
当外力频率与物体的固有频率相符合时,物体会产生共振现象。
共振现象具有以下特征:1. 频率匹配:外界振动力的频率与物体的固有频率相等或接近。
2. 振幅增强:在共振频率下,物体的振幅会趋向于增大。
3. 能量传递:共振现象会导致能量在物体中的传递,使得振动能量不断积累。
4. 最大响应:共振频率下,物体产生的响应最为显著。
共振现象的一个典型例子是当一个人用手指敲击具有固有频率的杯子时,杯子会发出清脆的声音。
这是因为手指的敲击频率与杯子的固有频率匹配,导致杯子共振,并放大了声音的响度。
二、共鸣的定义与特征共鸣是指在一个声源产生声波时,周围的空气或物体因为特定频率的声波影响,发生自身体积的振动。
当声波频率与空气或物体的固有频率相符合时,共鸣现象发生。
共鸣的特征如下:1. 频率匹配:声源产生的声波频率与空气或物体的固有频率相等或接近。
2. 增强谐振:共鸣频率下,空气或物体对声波的谐振响应增强。
3. 声音质量提高:共鸣现象会使得声音的音质或音调产生明显改变。
4. 易产生破坏:过大的共鸣振幅可能对结构物体造成破坏。
共鸣现象常见于乐器演奏中,例如弦乐器的共鸣箱、管乐器的共鸣音频率以及合唱中的共鸣效应。
三、共振与共鸣的应用场景及意义共振与共鸣现象在物理学、工程学和音乐学等领域具有广泛的应用。
1. 物理学领域:共振现象在电子学中的电路调谐中很常见,例如射频电路的调谐频率。
共振还在光学中发挥作用,如光学谐振腔和光纤传输中的光子共振。
2. 工程学领域:共振用于建筑物材料和结构的振动特性测试,如桥梁结构共振频率分析。
共鸣现象的理论基础也为风洞试验提供了重要的依据。
3. 音乐学领域:共鸣现象是乐器发声的基础原理,了解共鸣频率和谐振模式有助于改进乐器设计和发声技术。
声学声音的共振与共鸣现象
声学声音的共振与共鸣现象声学是研究声音的产生、传播和接收规律的科学。
在声学中,共振和共鸣是两个常见的现象,它们在各个领域都有广泛的应用。
本文将详细介绍声学中声音的共振和共鸣现象,并分析其原理和应用。
一、共振现象共振现象是指当一个物体的自然频率与外界作用力频率相同时,物体将发生共振,使声音增强并产生特殊效果。
共振可以发生在固体、液体和气体中,例如乐器的共振腔、声音的传播等。
1.1 固体中的共振现象在固体中,共振现象广泛用于乐器的制造和音质调节。
乐器的共振腔是实现共振现象的关键部件,比如吉他的琴箱、钢琴的共鸣箱等。
当弹奏乐器时,乐器的共振腔会共振,使音色更加丰满和谐。
1.2 液体中的共振现象液体中的共振现象包括声共振管和水的共振等。
声共振管是利用空气的共振增强声音的装置,例如瓶子吹口音、烟囱的共振等。
水的共振可以通过震动容器或控制波浪的传播方向来实现,例如浴缸中的共振波浪等。
1.3 气体中的共振现象在气体中,共振现象常见于声波的传播以及机械振动的现象。
声共振可以通过声腔或共鸣器来实现,例如口哨、笛子等乐器。
机械振动的共振现象可以出现在空气柱中,例如风琴的音管、喇叭等。
二、共鸣现象共鸣现象是指当一个物体受到外来振动激励后,与之具有相同或接近的震动频率的物体发生共鸣,使声音增强。
共鸣可以发生在固体、液体和气体中,广泛应用于声学和声波传播的技术当中。
2.1 固体中的共鸣现象固体中的共鸣现象包括共鸣腔和共鸣峰等。
共鸣腔是利用共鸣频率增强声音的腔体,例如音箱、共鸣腔的乐器等。
共鸣峰是当固体受到外界振动频率的激励后,固体内部具有共鸣频率的部分发生共鸣,使声音增强。
2.2 液体中的共鸣现象液体中的共鸣现象主要表现为液体中的共振管和空气共振的现象。
在共振管中,液体的高度和共振频率有关,可以调节共振管的长度或液体的深度来实现不同的共鸣效果。
空气共振则是由液体内部的振动引发的共鸣现象。
2.3 气体中的共鸣现象在气体中,共鸣现象常见于共振峰和声波的传播。
共振和声音的共鸣
共振和声音的共鸣共振和声音共鸣共振是一个物体在特定的频率下产生共鸣的现象。
声音的共鸣则是声音波动在一定条件下产生共振效应。
本文将探讨共振和声音共鸣的原理、应用以及相关实例。
一、共振的原理共振是指物体在受到外界激励时,当外力的频率与物体固有频率相等或接近时,物体会发生极大的振幅增大的现象。
具体来说,共振需要满足两个条件:一是外力的频率与物体固有频率相等或接近,二是外力的振幅较大。
当这两个条件同时满足时,物体就会发生共振。
二、声音共鸣的原理声音共鸣是指声波与空间中的其他物体相互作用产生共振效应的现象。
当一个物体发出声音时,声波会在其周围空间中传播。
当声波遇到其他物体时,如果物体的固有频率与声音频率相等或接近,就会产生共振效应,使得声音的振幅增大。
三、共振和声音共鸣的应用共振和声音共鸣在生活中有许多应用。
以下是一些常见的例子:1.共鸣管:共鸣管是一种乐器,它利用共鸣效应来产生音乐。
共鸣管内部是空心的,当空气通过共鸣管时,会在管内产生共鸣效应,使得声音的音量和音质得到增强。
2.音箱:音箱是一种将电信号转换为声音的装置。
音箱内部通常有一个共振腔体,它的设计会使得一定频率的声音在腔体内共鸣,从而增强音质和音量。
3.吹管乐器:吹管乐器如长笛、萨克斯等,利用气流在管内共鸣来产生音乐。
演奏者通过吹气产生气流,气流在管内共振,形成乐曲。
4.桥梁的崩溃:共振效应也可以产生负面影响。
当风通过桥梁的时候,如果风的频率与桥梁的固有频率相等或接近,就会产生共振效应,使得桥梁振动加剧,甚至导致崩溃。
5.声学共振:在房间内,音乐演奏或说话声会在空间内产生共鸣,使得声音更加丰满和悦耳。
四、共振的注意事项尽管共振效应有很多应用,但也需要注意一些问题:1.共振频率的选择:不同物体的共振频率是不同的,需要根据具体情况选择合适的频率。
2.共振对物体的影响:过大的共振振幅可能会导致物体损坏或崩溃,需要合理控制。
3.共振的避免:对于一些工程或结构,需要避免共振效应的产生,通过改变结构或控制频率等方式来解决。
声音的共振与共鸣现象
声音的共振与共鸣现象声音是我们日常生活中不可或缺的一部分,而共振与共鸣现象则是声音学中的重要概念。
本文将介绍声音的共振与共鸣现象的基本原理、特点和应用。
一、共振现象共振是指物体在受到外界振动源的作用下,其振动幅度达到最大值的现象。
在声音的领域中,共振发生在空气柱、弦、膜等特定形态的介质中。
1. 空气柱共振空气柱共振现象常见于乐器中,比如长笛和短笛。
当演奏者吹气过长笛时,空气柱被分为两端开放的一维谐振器。
当吹入的气流与空气柱的固有频率相符时,空气柱会共振,增强乐器发出的声音。
2. 弦共振弦共振现象常见于吉他、钢琴等弦乐器中。
当演奏者弹奏琴弦时,弦的长度、材质和张力决定了其固有频率。
如果弦的频率与外界源的频率相匹配,弦会共振,产生较大的振幅和音量。
3. 膜共振膜共振现象常见于鼓、扬琴等乐器中。
当演奏者用手或器械敲击膜面时,膜会以特定的频率共振。
共振时,膜的振动幅度增加,声音更加响亮。
二、共鸣现象共鸣是指物体在受到特定频率的外部振动源作用下,与振动源呈现一定关系的现象。
共鸣可以增强声音、扩大声音传播范围,并产生特定的共鸣音。
1. 空气共鸣空气共鸣现象发生在空腔中,比如管道、音乐演奏器材等。
当空腔内的空气受到特定频率的声波作用时,空气共鸣,声音被放大和传播。
这一现象在哨子、汽笛等音乐器材中得到广泛应用。
2. 空间共鸣空间共鸣现象发生在封闭空间中,比如教室、礼堂、演唱厅等。
当声波在空间中反射、折射、干涉时,会形成共鸣现象。
这种共鸣可以让声音更加嘹亮、清晰,并增加听众的听觉体验。
三、共振与共鸣的应用共振与共鸣现象不仅在乐器制作与演奏中具有重要作用,还广泛应用于其他领域。
1. 声学工程共振与共鸣现象在声学工程中得到广泛应用。
通过设计合适的共振腔体或共鸣腔体,可以实现声音的放大、过滤和传播控制。
这在扬声器、音箱等设备的制造中有着重要的意义。
2. 建筑设计共鸣现象在建筑设计中是一个重要考虑因素。
通过合理的声学设计,可以在剧院、音乐厅等场所实现良好的音质效果和听觉体验。
了解声音的共鸣与共振
了解声音的共鸣与共振声音是我们日常生活中经常接触到的一种感官刺激,它是由震动的物体传递给空气,再由空气传递给听觉器官的。
但是,你是否曾想过为什么有些声音听起来特别悦耳动听,而有些声音却让人感到刺耳难受呢?这就涉及到声音的共鸣与共振现象了。
本文将介绍声音共鸣和共振的原理以及它们在日常生活中的应用。
一、声音的共鸣现象共鸣是指当一个物体受到特定频率的外界声波刺激时,引起自身发生共振现象,从而放大声音的现象。
共鸣现象常常出现在空气柱、弦乐器和空腔等物体中。
1. 空气柱的共鸣空气柱是一种常见的音响器材,比如笛子、萨克斯等都是以空气柱为共振体制作的。
它们产生声音的原理是通过呼气或吹气使得空气柱内部发生共振现象。
当空气柱的长度与外界声波的频率一致时,共鸣现象就会发生,声音会被共鸣放大。
而当频率不匹配时,共鸣现象则无法发生。
2. 弦乐器的共鸣弦乐器如吉他、小提琴等也是利用共鸣现象发声的。
当弦乐器的琴弦被拉动并振动时,空气中的声波会撞击琴弦,并引起共鸣现象。
这样,原本微弱的振动就会得到放大,并以音乐的形式传达出去。
3. 空腔的共鸣空腔指的是在一个物体内部空间形成的腔体结构,比如音箱、共振箱等。
这些空腔本身可以发生共振现象,并将声音放大。
音箱中的共鸣腔体会增强低频音效,使音质更加饱满、震撼。
二、声音的共振现象共振是指一个物体在受到外界特定频率的振动刺激时,自身发生共振现象,从而增强振动幅度的现象。
共振现象广泛存在于各个领域,比如建筑物、桥梁等都需要避免共振现象的发生。
1. 建筑物的共振建筑物在受到特定频率的地面震动或风的刺激时,容易发生共振现象。
如果建筑物的固有频率和外部刺激频率相等或接近时,共振现象就会导致建筑物产生剧烈振动,进而引发破坏甚至倒塌的危险。
2. 桥梁的共振桥梁是容易发生共振现象的结构之一。
当行驶在桥梁上的车辆频率与桥梁的自然频率相似时,桥梁会发生共振现象,振幅增大,进而对桥梁结构造成危害。
因此,设计和建造桥梁时必须考虑到共振现象的发生,并采取相应的措施进行防护。
声音的共振和共鸣
声音的共振和共鸣声音是我们日常生活中非常重要的一部分,无论是说话、歌唱还是乐器演奏,都离不开声音。
而实现声音的传播和共鸣过程中,共振和共鸣起着重要作用。
本文将探讨声音的共振和共鸣现象,以及它们的应用和影响。
一、声音的共振共振是指当一个物体受到外界作用力的作用频率与其自由振动频率相同时,会产生共振现象。
声音的共振是指当声音以特定频率作用于物体时,物体会因为与该频率相同的谐振频率而发生共振现象。
1. 共振的原理物体的共振频率取决于其固有频率。
当外界声源以与物体自身振动频率接近的频率作用于物体时,受力与物体振动频率相同,共振现象就会发生。
2. 声音共振的实际应用声音的共振在实际生活中有广泛应用。
例如,音乐乐器中的共振箱,通过选择合适的共振频率来增强声音的音量和音质。
共振箱的共振频率和乐器发出的音频率相同,从而形成共振现象,使声音效果更丰富。
二、声音的共鸣共鸣是指当一个物体受到一定频率的声音作用时,振动系统发生共振现象,能量得到放大的过程。
共鸣与共振有所不同,它涉及声音的谐波,并需要一定的振动系统。
1. 共鸣的原理共鸣需要一个振动系统,振动系统包含一个基础频率和其倍数的谐波频率。
当外界声音以与振动系统一致的频率作用于振动系统时,振动系统便会发生共鸣。
2. 共鸣在实际生活中的应用共鸣在许多领域都得到应用。
例如,各种乐器中的共鸣腔体和音箱,能够增强声音的音质和音量。
在建筑设计中,共鸣腔体的应用可以使声音更加清晰而不失真。
此外,共鸣原理还被应用于机械和电子振动系统的设计中,以增强其效能。
三、声音的共振和共鸣对人类的影响声音的共振和共鸣不仅在物体和系统中起作用,也对人类有重要影响。
以下是几个例子:1. 语音共鸣:人类喉头和空腔的振动系统对声音的质量产生影响,这就是语音共鸣。
合理地运用语音共鸣可以帮助发声者改善音色、音量和发音清晰度,提高语言表达能力。
2. 声音共振的舒适性共振频率与物体的固有振动频率相同,这种频率的声音会引起物体的共振,使其振幅变大,产生更强的声音。
声音的共振与共鸣装置
声音的共振与共鸣装置声音是我们日常生活中常遇到的一种物理现象。
共振与共鸣装置是利用声音的特性设计制造的装置。
本文将介绍声音的共振与共鸣的基本概念,以及一些常见的共振与共鸣装置。
一、声音的共振与共鸣1. 声音的共振声音的共振是指一个物体在受到与其固有频率相近的外界声音刺激时,会发生共振现象,使得物体产生较大振幅的振动。
共振现象发生时,物体吸收能量的速度与外界声音的频率相匹配,从而增强其振动震幅。
2. 声音的共鸣声音的共鸣是指当一个空腔或有机体的特定部位受到频率与其固有频率相近的声波刺激时,空腔或有机体会发生共鸣现象,从而放大声音。
共鸣现象的发生是由于空腔或有机体受到的声波刺激与其固有频率相匹配,形成共振增幅效应。
二、共振与共鸣装置1. 空气柱共鸣装置空气柱共鸣装置是利用空气柱管的固有频率与外界声音频率相匹配的原理实现声音放大的装置。
常见的空气柱共鸣装置有瓶颈、响管和风笛。
瓶颈是一种将空气柱按照一定的比例形成的瓶子,通过吹奏瓶口处的空气柱产生共鸣现象,从而发出特定音调的声音。
响管是一种将空气柱形成的管状装置,通过调整管长或打开闭塞部分实现共振放大声音。
常见的乐器如长笛、单簧管等就是利用响管的原理发声的。
风笛是一种利用空气柱共振现象制造的乐器。
通过吹奏时空气通过风管中的孔洞,形成空气柱共振放大声音。
2. 弹性体共振装置弹性体共振装置利用弹性体的固有频率与外界声音频率相匹配的原理实现声音放大。
常见的弹性体共振装置有共鸣箱和共鸣板。
共鸣箱是一种利用空腔的共鸣原理放大声音的装置。
将悬挂在弹性绳上的共鸣箱放置在外界声音频率与共鸣箱固有频率相匹配的位置,共鸣箱会放大声音。
共鸣板是一种利用共鸣原理放大声音的装置。
将共鸣板与震源相连,当外界声音频率与共鸣板的固有频率相近时,共鸣板会共鸣并放大声音。
三、总结声音的共振与共鸣装置利用物体的固有频率与外界声音的频率相匹配的原理,实现了声音的放大效果。
通过空气柱共鸣装置和弹性体共振装置的设计,我们可以更好地理解声音的特性,以及在音乐演奏、声学实验等领域的应用。
声音的共振与共鸣
声音的共振与共鸣声音是我们日常生活中无处不在的一种感知,它可以给人带来欢乐、安慰或警示。
而声音的共振与共鸣则是声音产生的特定现象,它们在音乐、建筑、科学等领域都起到了重要的作用。
本文将介绍声音的共振与共鸣的基本概念、原理以及在不同领域的应用。
一、共振的基本概念共振是指当一个物体以其固有频率振动时,另一个具有相同或接近频率的物体也会被激发起振动的现象。
在声音中,共振是指声音波长与共振腔或共振体的尺寸相适应,从而使声音波长适合共振腔或共振体的一种现象。
共振现象可以通过一个简单的实验来观察,我们可以将一个空酒瓶放在口边,然后轻轻吹气,当吹气的频率与瓶子的共振频率相符时,瓶子会发出清脆的声音。
二、共振的原理共振的产生是由于外界对共振体施加频率与共振频率相同的振动力。
当共振频率与声源的频率一致时,振动力不断增加,共振体的振动幅度逐渐增大。
共振的趋势会一直持续下去,直到达到共振体的极限。
共振的原理可以通过共振腔的产生进行更深入地理解。
共振腔是一种固有频率与声源频率相匹配的空间。
当声源发出频率与共振腔的固有频率相同时,声波在共振腔内反复传播,形成共振增强的效果。
三、共鸣的基本概念共鸣是指当外部声源与共振体的频率逐渐靠近时,共振体会因受到外界声音的激励而产生共鸣现象。
共鸣的频率通常是比共振频率更宽范围的频率。
共鸣的一个常见的例子是音乐中的共鸣现象。
当乐器发出声音时,共鸣腔体或共鸣弦会以共振频率共鸣,使得音质更加丰富和谐。
四、共振与共鸣的应用共振与共鸣在音乐领域中有广泛的应用。
以钢琴为例,琴弦的共振和共鸣增强了音色的深度和音量,让音乐更加动人。
另外,在声学设备中,共振的利用可以改善音响效果,让人们更好地享受音乐。
在建筑领域,共鸣的原理被广泛应用于谐鸣吸音板的设计中。
这些吸音板会通过向房间中释放适量的声能,减少声波对人的干扰,从而提供更好的声音环境。
在科学研究中,共振和共鸣的现象也被用于测量和检测。
例如,共振式传感器可以应用于测量质量、计算压力等领域。
声音的共鸣与共振
声音的共鸣与共振声音是人类重要的交流方式之一,通过发声器官产生的声波在空气中传播,在遇到障碍物或空腔时,会发生共鸣与共振的现象。
这两种现象在声学领域有着重要的应用和理论研究。
本文将介绍声音的共鸣与共振的基本原理、特征及其在日常生活和科学研究中的应用。
一、共鸣的原理与特征共鸣是指声音在特定频率下与特定物体或空腔发生共振的现象。
当一个物体或空腔的固有频率与外界的声音频率相等或接近时,共鸣就会发生。
共鸣的产生需要两个条件:一是声源产生的声波频率与物体或空腔的固有频率接近;二是声波能够进入并在物体或空腔内传播。
共鸣的特征有以下几个方面:1. 声音的放大:当声波频率与物体或空腔的固有频率相等时,声音会被放大,音量增大。
2. 音调的共振峰:共鸣现象会导致特定频率的声音音量增大,形成一个明显的音调共振峰。
3. 长久的振荡:共鸣发生后,声波会在物体或空腔中反复反射和传播,产生长久的振荡。
二、共振的原理与特征共振是指物体在受到外界作用力驱动时,当外力频率与物体固有频率接近时,物体的振动会增强的现象。
声音的共振也遵循这一原理。
共振的特征有以下几个方面:1. 声音的放大:当外界声波频率与物体固有频率接近时,共振效应会增强声音的振幅,使声音更加响亮。
2. 振幅最大化:共振发生时,外力频率与物体固有频率接近,使得物体振幅增大到最大。
3. 频率选择性:只有当外界声波频率接近物体固有频率时才会发生共振,不同频率下的声音会引起不同的共振现象。
三、共鸣与共振的应用共鸣与共振现象在声学领域有着广泛的应用和研究,以下是其中几个典型的例子:1. 乐器共鸣:乐器如钢琴、小提琴等都具有特定的谐振腔,演奏时声波在乐器内部发生共鸣,增强音色和音量。
2. 声学共振:在音箱、喇叭等声学设备中,共振箱的设计可以使声音的振幅增大,提高音质和音量。
3. 声波传输:在管道、导管等中,声波在共振频率下传输效果更好,可以减小能量损失。
4. 船体共振:船体共振是指船体在特定频率下与水波的共振现象,可导致船体振幅增大、结构破坏。
理解声音的共振与共鸣现象
理解声音的共振与共鸣现象声音的共振与共鸣现象一直以来都是科学界与音乐界关注的热点之一。
共振与共鸣是一种特殊的声波传播现象,它们在声音的产生、传递和接收过程中起着重要的作用。
本文将从共振和共鸣的基本原理、共振与共鸣在不同领域中的应用等方面展开探讨。
一、共振与共鸣的基本原理共振是指当一个物体的自由度与外界激励频率非常接近或完全相等时,将出现显著的能量传递现象。
共振的发生与物体的自然频率密切相关,当外界激励频率与物体的自然频率匹配时,物体将获得最大的能量。
共鸣是指当一个物体受到外界声波激励时,频率与物体自身固有频率相吻合时,会出现能量特别集中的现象。
共鸣是共振的一种特殊情况,是一种高度增强的共振状态。
二、共振与共鸣在声乐中的应用共振与共鸣在声乐中起着关键作用。
人体声音的产生和共鸣主要依靠喉咙、胸腔、鼻腔和颅腔等共鸣腔体的参与。
通过调整这些腔体的共鸣频率,歌唱家可以获得不同的音色和音量。
声乐家在演唱时,需要准确掌握发声部位的共振位置,并通过合理的调整共鸣腔体的参数,达到最佳的共鸣效果。
共振与共鸣使得歌唱家能够在音色、音量、音准等方面得到极大的提升。
三、共振与共鸣在乐器演奏中的应用共振和共鸣在乐器演奏中也发挥着重要的作用。
在弦乐器演奏中,共振现象是指当琴弦与其他琴弦或共鸣腔体发生共振时,会产生更为浓郁的音色。
音乐家通过调整琴弦的张力和演奏技巧,使得共振现象能够得到有效利用,为演奏带来更加丰富的音乐效果。
在管乐器演奏中,共鸣现象则体现在乐器主腔体和声音管道之间的交互作用。
通过合理控制气流、舌位和按键等参数,演奏者可以使共鸣现象发挥最佳效果,从而得到更加明亮、饱满的音色。
四、共振与共鸣在建筑声学中的应用共振与共鸣在建筑声学领域也具有重要意义。
建筑物内的声学空间经过精心设计,可以实现声音的增强与扩散。
共振与共鸣现象使得音乐会厅、剧院等场所的音效得以优化,让听众能够获得更加逼真、立体的音响体验。
此外,共振与共鸣在工程领域中的应用也十分广泛。
了解声音的共振与共鸣
了解声音的共振与共鸣声音是我们日常生活中非常重要的一部分,它可以传递信息、表达情感,让我们享受音乐、交流沟通等。
而要更好地理解声音的特性,我们需要了解声音的共振与共鸣。
本文将介绍声音的共振与共鸣的概念、原理以及在实际应用中的意义。
一、声音的共振声音的共振是指在特定频率下,当外界声波与物体本身的固有频率相吻合时,物体会发生共振现象。
这种共振会导致物体振幅增大,能量传递更加高效。
举个例子,当我们用手指敲击一个空杯子的边缘时,杯子会发出明亮的声音。
这是因为杯子的固有频率与手指的力量产生的声波频率相吻合,杯子共振并放大了声音。
共振现象在音乐演奏中也是非常重要的。
乐器的共振腔、弦乐器的弦等都会因共振而产生更加丰富的音色。
对于乐器演奏者来说,合理利用共振现象可以使声音更加生动、逼真。
二、声音的共鸣声音的共鸣是指声音在某个空腔中反复反射、强化形成共鸣现象。
当声波频率或谐波与腔体的固有频率相匹配时,会形成共鸣。
共鸣能够增强声音的音量和音质,使之更加丰满。
在日常生活中,我们经常可以观察到声音的共鸣现象。
比如,当我们在浴室或洗手间唱歌时,因为空腔的反射与共鸣作用,声音会显得更加宏亮。
同样,在乐器演奏中,共鸣腔体、管道等的存在使得音乐的音色更加丰富。
三、共振与共鸣在实际应用中的意义声音的共振与共鸣不仅仅是理论上的概念,它们在实际应用中也发挥着重要的作用。
1. 音响系统设计在音响系统设计中,合理利用共振和共鸣的原理可以使得音箱的声音输出更加清晰、宏亮。
通过选择合适的腔体设计和调整音腔内的声学材料,可以使得音箱对特定频率的声音更加敏感,并且增强音质。
同时,在舞台音响中,共鸣特性也是设计者需要考虑的因素之一,以使得整个舞台都具备良好的声音传播效果。
2. 乐器制造与演奏共振和共鸣对乐器的制造和演奏过程也有着重要意义。
制造乐器时,需要考虑共振腔和弦等元素的设计,以使得乐器能够产生富有韵律的声音。
在演奏中,演奏者需要通过掌握共振和共鸣的原理,合理利用乐器的特性来演绎出更加丰富的音乐效果。
声音的共振与共鸣
声音的共振与共鸣在我们日常生活中,声音是无处不在的。
无论是自然界的鸟鸣、风声,还是人类活动中的说话、音乐,都离不开声音的共振与共鸣。
本文将探讨声音的共振与共鸣的原理,并介绍其在各个领域中的应用。
一、声音的共振声音的共振是指当一个物体受到外界声波的作用时,如果其固有频率与外界声波频率相同或相近,就会发生共振现象。
共振会使物体发生明显的振动,并增强声波的幅度。
声音的共振是由于物体固有的振动特性导致的。
当外界声波的频率接近物体的固有频率时,物体会自然地开始振动,并以自身的固有频率为主导共同振动。
共振现象可以在各个领域中观察到,例如音乐演奏中的共鸣箱、建筑物的结构振动等。
二、声音的共鸣声音的共鸣是指当一个空腔内的空气柱或者物体受到外界声波的作用时,会发生共鸣现象。
共鸣会使声波在空腔内得到增强,并形成特定的声音效果。
共鸣现象最常见的例子就是乐器演奏。
不同类型的乐器,如弦乐器、管乐器、打击乐器等,都利用了共鸣的原理。
当乐器发出声音时,空腔内的空气柱或固体材料会与乐器共同振动,并通过共鸣放大音量和改变音色。
三、声音共振与共鸣的应用声音的共振与共鸣在各个领域中有着广泛的应用。
1.音乐领域共振和共鸣是音乐演奏中不可或缺的部分。
乐器通过合理设计共鸣箱或共鸣腔,利用共鸣现象来提升音质和音量。
同时,演唱者也可以通过正确的共鸣发声技巧来改善声音的表现力。
2.建筑领域在建筑物设计中,声音的共振与共鸣也起着重要的作用。
例如,音乐厅的设计需要考虑声音的反射和共鸣效果,以提供良好的音响效果;而桥梁等结构的设计也需要避免共振现象的发生,以防止不必要的破坏。
3.声学领域声学是研究声音的学科。
声音的共振与共鸣是声学领域中的重要研究内容。
通过对共振和共鸣现象的研究,可以深入了解声音的传播和变化规律,为声学技术的发展提供理论依据。
4.医学领域声音的共振与共鸣在医学领域中也有应用。
例如,医生在检查病人的肺部健康时,会利用听诊器听取病人呼吸音的共鸣情况,以判断病情。
声学的声音的共振和共鸣
声学的声音的共振和共鸣声学是研究声音产生、传播和接收的科学领域。
在声学中,共振和共鸣是两个重要的概念。
本文将详细解释声音的共振和共鸣的概念,并探讨其在不同领域中的应用。
一、声音的共振共振是指当一个物体受到外力作用时,与其自然频率相近的频率会被强烈地激发和放大的现象。
在声学中,共振是指声音与物体的特定频率相匹配时,物体会因为声能的吸收和放大而产生共振现象。
1.1 机械共振在机械共振中,物体的自然频率与外界的频率相匹配,形成共振。
例如,当一个人在演奏钢琴时,他们按下某个键,钢琴弦产生的声音频率与空腔的固有频率相匹配,共振现象使声音的强度增加。
1.2 谐振腔谐振腔是一个由具有共振频率的边界构成的空间。
当谐振腔内的声波频率与其固有频率相符时,声波在腔内反射、共振和放大。
这种现象在音乐乐器、扬声器等装置中广泛应用。
二、声音的共鸣共鸣是指当声波作用于固体、液体或气体等媒质时,该媒质因为吸收声波的能量而发生振动的现象。
共鸣增强了声音的强度并产生更富有谐波的声音。
2.1 管式乐器的共鸣管式乐器,如长笛、萨克斯等,通过气流在管内产生共鸣,增加了声音的强度和音量。
当嘴唇、簧片或簧舌产生的声波与管内空气柱的固有共鸣频率相匹配时,共鸣现象使声音变得更加丰富和悦耳。
2.2 空腔的共鸣空腔如房间、办公室等对声音有共鸣效应。
当声源在空腔内发射声波时,空腔内的声波会与空腔的固有频率共振。
这种共鸣现象使声音在空腔内得到放大和改变。
三、应用领域3.1 音乐共振和共鸣在音乐中起着至关重要的作用。
乐器的共振和共鸣决定了乐器的音质和音量。
音乐家利用共振和共鸣的原理设计乐器,以实现更加丰富和悦耳的音效。
3.2 声学工程声学工程师利用共振和共鸣的特性来改善声音的传播和接收。
在建筑声学中,设计师可以通过调整空间的尺寸和形状来实现声音的优化,以达到更佳的音质。
3.3 医学在医学领域,共振和共鸣常被用于体内图像设备,如超声波和核磁共振成像仪。
通过调整特定频率的声波或磁场,医生可以获得身体内部器官的详细图像。
分析声音的共振和共鸣现象
分析声音的共振和共鸣现象声音的共振和共鸣现象是声学领域中的重要概念,对于理解声音的产生和传播具有重要意义。
本文将分析声音的共振和共鸣现象,以及它们在不同领域的应用。
一、声音的共振现象共振是指在某个介质中存在某种振动时,如果该介质的固有频率与振动频率相同或相近,就会出现共振现象。
在声学中,共振是指当声波传播至特定介质时,如果该介质的固有频率与声波频率相同或相近,就会发生共振。
共振现象在声学中具有广泛的应用,其中之一是共振增强现象。
共振增强是指当声波与固定介质的固有频率相匹配时,声波能量会在介质中得到增强。
这种现象在管乐器、共振箱和声学扬声器等领域得到广泛应用。
二、声音的共鸣现象共鸣是指当声波作用于某个物体或空腔时,如果物体或空腔的固有频率与声波频率相同或相近,会导致物体或空腔内的声波振幅增大的现象。
在声学中,共鸣是指声波与物体或空腔的相互作用,使得声音得到放大的现象。
共鸣现象在声学中具有重要的应用,其中之一是共鸣共振测量技术。
共鸣共振测量技术利用共鸣现象测量物体的固有频率或其他特性。
这种技术在质谱仪、声纳、地震勘探等领域中被广泛应用。
三、共振与共鸣的区别共振和共鸣是两个相关但又有区别的概念。
共振是指介质受外界振动激励而产生的振动现象,其中介质本身并不产生声波。
而共鸣则是介质或空腔与声波相互作用的结果,使得声音得到放大。
共振和共鸣的区别在于产生振动的方式。
共振是介质受到外界振动激励后的振动现象,而共鸣则是由声波与介质或空腔相互作用产生的振动现象。
四、共振和共鸣现象的应用共振和共鸣现象在各个领域都有重要的应用。
在音乐领域,共振箱和管乐器利用共振来增强声音,并产生独特的音色。
在机械领域,共振陀螺可以用来测量方向和加速度。
在电子领域,共振电路被广泛应用于无线通信和电子设备中。
共鸣现象在声学测量和声纳领域有广泛应用。
在质谱仪中,通过测量共鸣频率可以确定物质的分子结构和质量。
在地震勘探中,利用地震波的共鸣现象可以确定地壳和岩层的物理性质。
声音的共鸣与共振
声音的共鸣与共振声音是我们生活中不可或缺的一部分,它通过空气中的震动传播,给我们带来了美妙的音乐、清晰的语言和各种声响。
然而,声音并不只是单纯的存在,它也有着共鸣与共振的特性。
在本文中,我们将探讨声音的共鸣与共振的原理、应用以及其在不同领域中的重要性。
一、声音共鸣的原理共鸣是指当一个物体受到特定频率的声波作用时,其本身也以相同或相似的频率产生振动,从而增强声音的现象。
共鸣现象的产生主要受到物体固有频率、声波频率以及阻尼等因素的影响。
声音的共鸣现象可以通过一个简单的实验来说明。
我们可以将一根空心的竹子放在嘴边,吹气进去,当我们吹进的气流的频率与竹子固有频率相匹配时,竹子会发出响亮的声音,这就是共鸣现象的体现。
类似的共鸣现象还可以在乐器、空气共振箱等器具中观察到。
二、声音共振的原理共振是指在两个物体或系统之间,一个物体以与另一个物体相同或相似的频率振动,从而引起另一个物体共同振动或增幅的现象。
共振现象的产生主要受到频率的匹配、阻尼、能量传输等因素的影响。
共振现象在声学中有着重要的应用。
例如,在声学音箱的设计中,设计师常常通过调整音箱内腔的尺寸和形状来实现频率的共振,以增强音箱的低音效果。
此外,共振现象还在交响乐队乐器的演奏中发挥着重要的作用,音乐家通过改变乐器共鸣腔的形状和尺寸等来控制音色和音量。
三、声音共鸣与共振的应用声音的共鸣与共振在生活中有着广泛的应用。
下面我们将介绍一些常见的应用场景。
1. 声学乐器共鸣与共振是乐器发声的重要原理。
在钢琴、吉他、小提琴等弹拨类乐器中,通过调整琴弦的松紧程度来改变固有频率,从而产生不同音调。
在管乐器中,通过改变气流的速度和口型等条件,使得共鸣腔共振,从而发出正常的乐音。
2. 声学音箱共振现象在音箱的设计中起着重要作用。
通过调整音箱的尺寸和形状来使得音箱内部空气共振,增强低音效果,同时减少失真,提高音质。
3. 声学工程声学工程常常利用共鸣与共振的原理来改善或优化室内的声学环境。
声音的共振与共鸣
声音的共振与共鸣共振和共鸣是声音学中两个重要的概念,它们在音乐、声学和工程领域发挥着重要的作用。
本文将介绍声音的共振与共鸣的概念及其应用。
一、共振的概念和原理共振是指当一个物体受到外力作用时,如果外力的频率接近物体的固有频率,物体会发生共振现象,产生较大的振幅。
这是由于外力的频率与物体的固有频率产生“共振”的效应。
共振的原理可以通过具体的实例来说明。
假设有一根悬挂在墙上的弹簧,我们用手指轻轻地拉动弹簧,会发现当拉动频率和弹簧的固有频率相近时,弹簧会发生明显的共振现象,振幅变得非常大。
这是因为拉动弹簧的频率接近弹簧的固有频率,弹簧受力的周期与拉动的周期相同,所以振幅逐渐增大。
二、共振的应用共振在音乐和声学领域有广泛的应用。
在乐器制造中,共振被用来增强乐器的音质。
例如,钢琴的弦共振可以增加音色的丰富度和共鸣效果。
在声学设计中,共振可用于设计扩音器、共鸣箱和音响设备,以获得更好的声音效果。
共振也被应用在工程领域。
例如,在建筑物的强震作用下,共振可导致建筑物结构的破坏。
因此,工程师需要考虑共振效应,避免建筑物在地震等自然灾害中受到过大的破坏。
三、共鸣的概念和原理共鸣是指当一个物体受到外界声波的作用时,如果声波的频率与物体的固有频率相近,物体会发生共鸣现象,声音变得更加响亮和持久。
共鸣的原理也可以通过具体的实例来说明。
当我们在吹口琴或者口哨时,发出的声音经过共鸣管或共鸣腔的共鸣作用,声音会变得更响亮。
这是因为共鸣管或共鸣腔的固有频率与发出声音的频率相近,导致声音的能量被增强。
四、共鸣的应用共鸣有许多实际应用。
在音乐演奏中,共鸣可以用于增强音乐乐器的音色和音量。
例如,在弦乐器中,琴身的共鸣会使得乐器的音色更加丰富。
在歌唱技巧中,歌手可以利用共鸣来改变声音的品质和音量。
在工程领域,共鸣可以用于设计和优化音响设备,以获得更好的音质。
例如,音箱设计中的共鸣腔可以增加音箱的低频效果。
此外,在声学工程中,共鸣也被用来设计和优化共鸣腔、共鸣器和声学隔音材料,以改善声音的传播和隔离效果。
声学中的声音的共振与共鸣
声学中的声音的共振与共鸣声音是我们日常生活中常常接触到的一种感知,而声学则是研究声音产生和传播的科学。
在声学中,共振与共鸣是两个重要的概念,它们在声音的产生和传播过程中发挥着重要作用。
本文将深入探讨声学中的声音的共振与共鸣原理,以及它们在实际应用中的意义。
一、声音的共振共振是指物体在受到外部频率与自身固有频率相同或接近的激励作用下,产生最大幅度振动的现象。
在声学中,共振是指声音在特定空间或介质中,通过与空间或介质的固有频率相互作用而增强或减弱的过程。
共振的基本原理是共振体的固有频率与外部频率相匹配。
当声波频率与共振体的固有频率一致时,共振体将吸收更多的能量,并以最大振幅进行振动。
相反,当外部频率与固有频率不匹配时,共振体将减少能量吸收,并振幅减小。
共振在声学中有许多实际应用。
例如,乐器中的共振腔能够增强乐器的声音,并使声音更加丰满和悦耳。
共振腔的设计和调整使得乐器能够产生特定音调和音质。
此外,共振在建筑声学中也起着重要作用,通过合理设计和布置空间,可以实现声音的增强、扩散和吸收,提高音质和声场效果。
二、声音的共鸣共鸣是指在某些特定条件下,声音与空气某一模态或固体某一固有频率发生共振的现象。
共鸣是一种能量的传递和积聚,能够使声音达到更大的幅度和强度。
共鸣主要取决于声音的频率和共鸣体的固有频率。
当声波频率与共鸣体的固有频率相符时,声音通过与共鸣体的振动相互作用而引发共振,声音的强度和幅度因此增加。
共鸣的现象在日常生活中随处可见,例如敲击乐器时,可以通过调整敲击的位置和力度使乐器发出更大的音量。
共鸣不仅在乐器中常常出现,在其他领域也有广泛的应用。
例如,音响系统中的箱体设计和材料选择考虑到共鸣现象,以提高音质和音量。
此外,共鸣还用于声学传感器和扬声器的设计,通过合理利用共鸣效应,可以实现高灵敏度和高效能的声学设备。
总结声学中的声音的共振与共鸣是声学领域中的重要概念,它们在声音的产生和传播过程中发挥着重要作用。
声的共振与共鸣现象
声的共振与共鸣现象声音是一种机械波,由具有振动能力的物体产生,通过相邻分子之间的相互作用传播而产生的。
声波在传播过程中会产生共振与共鸣现象,这是声音产生特定效果的重要原因之一。
在科学研究和实际应用中,深入了解声的共振与共鸣现象对于提升声学设备的效能和优化声音体验具有重要意义。
一、共振现象共振是指声波与具有振动特性的物体在特定条件下相互作用而产生的共同振动。
声波通过与物体的振动相互耦合,能够使物体产生更大幅度的振动。
这种现象在声学中被广泛应用于共振箱、共振腔和共振膜等声学装置中,以增强声音的传播距离和音量。
在共振系统中,声波的频率与物体的固有频率相匹配时,共振现象最为明显。
物体的固有频率是指物体在自由振动状态下所具有的固有振动频率。
当声波的频率接近或等于物体的固有频率时,声波会与物体之间的振动相能量进一步增强,共振效应就会发生。
共振现象可以使声音传播得更远、更洪亮,并在一些特定场景中产生特殊的声音效果。
二、共鸣现象共鸣是指声波与空气、固体或液体中的腔体相互作用而产生的共同放大或反射效应。
共鸣效应使声波在腔体中被限定或反射,从而增加声音的声压级和音质。
共鸣现象广泛应用于管风琴、乐器以及音响等领域,用以改善声音质量和扩大音量。
共鸣现象的发生需要满足两个条件:共鸣柱的长度与声波的波长有关,必须保证柱长均为声波波长的整数倍;共鸣孔的半径与声波的波长有关,必须保持固定的尺寸。
当声波的波长与共鸣柱的长度或共鸣孔的尺寸匹配时,声波会在腔体中受到共鸣放大或反射,进而产生更加明亮、饱满的声音。
三、应用案例声的共振与共鸣现象在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
以下列举几个常见的案例:1. 乐器乐器的演奏原理基于声的共振与共鸣现象。
以吉他为例,弦的振动产生声波,然后声波在共鸣腔中产生共振,使音量和音色得到增强和改变。
不同的弦长、弦材质和腔体设计会使得乐器产生各种不同的音调和音质。
2. 音箱音箱利用共鸣效应来增加音乐播放的声压级和音质。
声音的共鸣与声音的共振现象
声音的共鸣与声音的共振现象声音的共鸣和共振现象是声学中重要的概念,涉及到声波在不同媒介中传播和振动的现象。
共鸣指的是在特定条件下,声音与物体的振动频率相吻合,产生增强的现象。
共振是指当一个振动体受到外界振动源的激励后,以较大振幅振动的现象。
本文将探讨声音的共鸣和共振现象的原理以及它们在日常生活和科学研究中的应用。
一、声音的共鸣原理与现象声音的共鸣是指当一个物体的固有振动频率与外界声波的频率相等或相近时,物体会发生共鸣现象,声音的振动通过共鸣被放大。
共鸣的前提是存在具有一定弹性恢复力的物体,如空气柱、弦、膜等。
以空气柱为例,当声波的频率与空气柱内气柱的固有频率匹配时,空气柱内的空气分子将做较大的振动幅度,从而放大了声音。
这听起来很熟悉,在日常生活中,当我们吹响口琴、吹奏口哨或者吹奏乐器时,就是利用了共鸣的原理。
二、声音的共振原理与现象在声学中,共振是指当一个振动体受到外界振动源的激励后,振动体以较大的振幅振动的现象。
共振现象与物体的固有频率有关。
当外界振动频率与物体的固有频率相匹配时,物体产生共振,振动幅度大大增加。
一些具有共振效应的常见物体包括钟摆、音箱、音腔等。
共振现象在科学研究与应用中起着重要的作用。
例如,声学中的共振频率被广泛应用于谐振器、纳米线共振器、超导谓词器等领域。
此外,共振现象在土木工程中也具有重要的应用。
在桥梁设计中,设计师会考虑到桥梁共振的问题,通过对桥梁结构的改进以避免共振现象的产生,从而确保桥梁的稳定性和安全性。
三、共鸣和共振的区别虽然共鸣和共振这两个概念听起来相似,但它们在物理现象上有所不同。
共振是指振动体在外界振动源的激励下达到最大振幅的现象,而共鸣是指物体的固有频率与外界声波或振动源的频率相吻合,声音被放大的现象。
可以说,共振是共鸣的一种特殊情况。
四、声音的共鸣与共振的应用声音的共鸣和共振在科学研究和日常生活中都有着广泛的应用。
在乐器演奏中,演奏者会有意识地利用共鸣现象,通过调整不同的音高或音阶来实现不同音色的产生。
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共振与共鸣一九0六年俄国首都彼德格勒(今列宁格勒)有一支全副武装的沙皇军队,步伐整齐,不可一世地通过爱纪毕特大桥。
这座大桥十分坚固,纵然跑过千军万马也难以撼动。
可是正在指挥官洋洋得意的时候,突然间哗啦一声巨响,大桥崩塌了。
顿时间,官兵,辎重、马匹纷纷落水,马嘶人号,狼狈不堪……。
经过长期追查研究,发现并不是有人故意破坏,肇事的就是受害者自己。
伤亡事故的根本原因是「共振」在作怪。
什么叫共振呢?用物理学语言来说,振动体在周期性变化的外力作用下,当外力的频率与振动体固有频率很接近或相等时,振动的幅度就急剧增大,这种现象叫做共振。
上面所提到的那些军人的步伐太整齐了,而其频率恰好接近于爱纪毕特大桥作自由振动的固有频率,激起了桥梁的共振,结果造成了大事故。
为了接受这次血的教训,此后世界各地都先后规定:凡大队人马过桥时必须碎步走,极力避免这种破坏性的共振现象重演。
发声体就是一个振动体。
它在空气中造成的声波,也可以使另一个物体发生振动,如这物体的固有频率接近或相等于声波的频率,就发生共振,使这个物体的振动幅度很大,因而也就发出了相当大的声音来。
这种发声体的共振,叫做共鸣。
1.几则关于共鸣的故事东汉以后三国纷争年代,有一天,魏都洛阳宫殿前面的一口大钟,突然无缘无故地鸣响起来。
满朝文武议论纷纷,有的以为是不祥之兆,也有人乘机献媚,把它说成是祥瑞,替皇帝歌功颂德一番。
至于魏帝本人则疑虑重重,他本来就担心司马氏集团有不臣之心,对曹家天下虎视耽耽,觊觎已久。
这次大钟不敲自鸣,莫非就是上天给他的某种暗示?总之,造件事闹得他心惊肉跳,简直惶惶不可终日。
事情传到青年张华耳中,只见他思忖片刻,从容说道:「那没有什么值得大惊小怪的地方,不过是因为四川铜山有山崩发生,因而引起宫中大钟相应自鸣罢了。
」当时崇尚迷信,张华的科学见解犹如「阳春白雪,和者盖寡。
」可是几天以后,四川的消息飞来,正是在洛阳钟自鸣的那个时辰,蜀中发生了一起铜山崩塌事件。
张华的预言应验了,从此名声大振,而魏晋也总算吃了一颗定心丸,于心稍安。
又有一天,一个人来向张华请教,说是他家有一个洗澡用的大铜盆,每日早晚总会嗡嗡作响,就像有人在敲打一般,也不知什么缘故。
张华答道:这只铜盆和洛阳宫中大钟的音调相谐,宫中每天早晚都要撞钟,所以使铜澡盆有声相应。
张华还告诉他只要把铜澡盆锉掉一点,使它变轻了,便不会再作响。
那人照着去办,果然就不响了。
张华能用共鸣原理去解释它,并提出了消除共鸣的办法,实在是很了不起的。
并且启发了后人,唐朝人韦绚写的《刘宾客嘉话录》及添了一段佳话:唐朝时,洛阳某寺院里一个和尚得到了一个磬,他视为至宝,放在房中。
不料那磬常常无故自鸣,尤其是半夜里会突然响动,犹如鬼使神差一般,实在吓人。
这个和尚疑神疑鬼,又不敢把它怎么样,唯恐招致更大的祸害;叉忧又急,竟生起病来了。
当时管理皇家音乐事项的「大乐令」曹绍夔跟这个和尚颇有交情,听到和尚生病的消息,特地赶来问候。
谈起病因,和尚不好意思地说;「实不相瞒……」接着一五一十地把事情的经过都告诉了曹绍夔。
曹绍夔听着听着,正好那个时候前殿的斋钟响了,磬也跟着自鸣。
此时曹绍夔已心中有数,本当一语道破,但他素来喜欢热闹,爱开玩笑,于是便导演了一出滑稽剧。
他故弄玄虚,对和尚说,他有祖传的道法:可以为之驱邪捉鬼。
但要有条件,和尚须广延宾客,大摆宴席,他才便于施法。
那和尚觉得曹绍夔文质彬彬,怎斗得过魔鬼、但为了活命,还是一口应允下来。
次日和尚如约设盛宴招待。
曹绍夔不慌不忙地饱餐一顿,又装模作样地从怀里把「法宝」掏了出来。
宾客们怕鬼,离得远,看不真切那法宝是啥玩意见。
只见曹绍夔拿它在磬上的几个地方磨锉一下,口称「善哉」、「善哉」,说鬼已经被赶跑了。
听说没有了鬼,宾客中胆子大的先跑上来,要见识见识那件法宝。
内中有人认出那法宝其实只是一把普通的锉刀,才知道是曹绍夔的恶作剧,存心要耍笑和尚。
从此以后,那磬果然不再自鸣了。
和尚问其道理,曹绍夔才和盘托出;此磬和前殿斋钟的音调相同,发生了共鸣;拿锉刀锉了以后,两者不能共鸣,自然磬就不会自鸣了。
说穿以后,和尚的病好得很快,不久就痊愈了。
其实,如果这位和尚除了念经之外也看看其它书籍,读一读《异苑》,了解张华和铜澡盆的故事,就不至于虚惊一场了。
以物理学的观点分析张华和曹绍夔的所作为,他们知道锉了铜盘或罄以后,就改变了它们的固有频率,因此不再和外界某物的声音有某种频率比的关系,失去了共鸣的条件,共鸣也就不复存在。
可以说,张华和曹绍夔都应当列入古代声学家行列。
另外,再介绍一个有关共鸣的传奇故事。
传说唐朝有个音乐家善于奏琴。
有一次,他在池边弹「蕤宾」的调子,弹着弹着,忽然有一块铁片从水底跳跃到水面上来。
人们很奇怪,赶忙把它捞起来。
粗看一下,不知它是什么东西,敲起来却铮铮作响,竟也发出「蕤宾」的调子。
大概它就是神仙用的乐器吧!听到人间的同声呼唤,情不自禁地赶来相会了。
这则故事虽然近乎荒诞不经,但细想一下,若不是懂声音共鸣的人,能编得出这段故事来吗?2.对于共鸣的研究早在春秋战国时期,音乐艺术和声学研究就已相互为用。
一方面,由于音乐研究获得了丰富的声学知识;反过来,在琴瑟上也广泛利用共振原理来调弦。
公元前三、四世纪时,在《庄子》中记载着:西周时代,有个叫鲁遽的人,曾经将两把瑟分别放在两个房间里,将其中一瑟某弦弹一下,隔壁那具瑟上同样的弦也会发声,「鼓宫(音谓名)则宫鸣,鼓角(音调名)则角应。
」作者认为是音律相同之故。
他又改变试验方法,将瑟乱弹一气,结果出来很多泛昔,另一具瑟上的每根弦都或多或少地应声而动。
鲁遽的试验可以说是世界上最早的共鸣实验。
他还将其概括为「以阳召阳,以阴召阴」的一般性结合。
庄周前后,还有许多史籍上有关共振的记载。
例如《吕氏春秋》上说「声比则应」,也就是说,音调相同就可以发生共鸣。
汉代董仲舒对共鸣的解释更进了一步,他指出共鸣现象是五个音调「比而自鸣,并不是神秘莫测的事。
他说:你若弹宫调的时候,其余属于宫谓的琴弦共鸣了,这是无形的声音推动的结果,人眼看不到,就以为是「自鸣」,其实不能算是自鸣。
这确实是独到的见解。
到了宋朝,共鸣知识还不很普及。
沈括的一个朋友家里有一把琵琶,放在空空荡荡的房间里,用笛管吹奏双调的时候,琵琶弦常常跟着发声。
那个人以为这把琵琶与普通琵琶不一样,是宝贝,对它敬若神明。
沉括知道后,大不以为然,指出这只不过是共鸣现象,是普通的常识,真叫少见多怪!沉括又说,琴瑟上都有共鸣现象,例如宫弦和少宫相应,商弦和少商共鸣,一般都有「隔四相应」的规律。
这个见解又深入了一步。
由于共振时弦的振动比较微弱,不易看清楚,沉括就精心设计了一个独具匠心的科学实验(图九)。
他剪了一些小纸人放在弦上,每弦一个。
然后开始弹奏,除了本身直接被弹奏的弦线以外,另一根与它的音谓有共振关系的弦也会振动,上面的那个小纸人就频频跳跃,而其它诸弦上的纸人则安然不动。
沉括还进而证实,只要声调高低一样,即使是在弹别的琴瑟,相应的弦照振不误;如若不信,有跳动的小纸人可以作证。
沉括设计的纸人演示共振实验,在世界上同类实验中,乃是最早的一个。
他和欧洲人相比,要早五个多世纪。
直到十七世纪,英国牛津的诺布尔和皮戈特才想到用纸游码演习弦线的基音和泛音的共振关系。
3.共鸣的应用战国初期,中华大地战火纷飞。
战争中的攻城技术花样不少,地道战术,是很厉害的一着。
为了识破敌人挖洞攻城的阴谋,墨家利用声学知识,想出了一个办法。
《墨子?备穴篇》中讲到:守军在城内沿城墙根约每隔6米挖一口井,深约3米左右。
让陶工烧制坛子,每个容积在七十八升以上,塌口紧绷薄牛皮,埋入井中,派耳朵灵敏的人日夜值班,将耳朵贴在坛口上侦听。
如果敌人正在挖地道进来,通过坛中的声音就能觉察。
这种方法不仅能判断敌方是否在挖洞,还能从不同坛口的声音确定声源的方向,即地道的大致方位。
这个方法,很有声学根据。
因为敌人挖它道的声波经由地下传到坛子,坛子内空气柱发生共鸣,再引起坛口蒙皮的振动,因此声音就大了。
并且根据三、四个相邻的坛子的声音响度差,还可以断定声源的大致方向。
这在原理上很像现代声学上的所谓「双耳效应」。
无独有偶,我国古代行伍里还常以牛皮作箭筒,睡觉时兼做枕头,附地而卧,能听到数里之内人马走动的声音。
倘若有敌人前来偷营劫寨,即能预先发觉。
这是共鸣在军事上的又一应用。
共鸣在音乐上的应用就更多了。
由于古琴发音低微,古代人已经知道利用共鸣作用将它的声音扩大。
他们经常在琴室的地面下埋一空瓮,作用相当于现代的共鸣箱。
晋代大画家顾恺之的《断琴图》里就有共鸣箱一类设备。
到了后来,共鸣箱更有所发展。
据明代《长物志》记载,有的古琴家为了增强演奏效果,在琴室的地下埋一个大缸,缸内还挂上一口铜钟(图十)。
这真是特大号的共鸣箱。
我国古代的战院,往往在舞台下面埋几口大缸,同样是为了使台上演员和乐器发出的声音更加宏亮而圆润,造成「余音绕梁」的效果。
古人可以根据需要,将声音尽量扩大,又会出于某种要求,尽可能减小或消除声音,于是就发明并发展了相应的隔音技术。
据说古代私铸钱币的人,为了不让别人发现他们的秘密,最初他们躲在地窖里或地洞里干活,以为这样可以避人耳目。
那知躲过了眼睛,瞒不过耳朵。
他们锯、锉、修整钱币外形的杂音传出来,官家侦探照样要找他们的麻烦。
于是他们千方百计动脑筋,后来终于发现,若以瓮为井壁,瓮口向里,一个紧挨一个砌在墙内,就能构成一个良好的隔音室,墙外的人再也听不到他们干活的声音。
明末物理学家方以智以为这是声音被瓮吸收之故(声音进瓮,经过多次反射,渐渐减弱,以至听不见)。
不过,这种隔音术不单是私铸钱币者的独家发明,其它人也曾按同样方法建筑隔音室,「则室中所作之声尽收入瓮,而贴邻不闻。
」连贴隔壁的人家也听不到声音外传,可见隔音的效果是相当不错的。
建造隔音室的另一种方法是使用空心砖。
我国早在战国时期就有空心砖了,它们是在发掘古墓时被发现的。
死者躺在用空心砖砌成的隔音墓穴里,谅必可以真正地「安息」了吧!。