成分
一个高质量的水晶酒杯,在你敲击它之后会响几秒钟。
一点水
一个手指
指令
在玻璃杯中倒入1-2cm的水
确保你的手指不油腻,
把手指弄湿,轻轻地在玻璃杯上滑动。它应该开始响了。
让它响个不停,然后停下来。铃声几秒钟后就会消失。
现在做同样的事情,但是要趁杯子还在响的时候把水倒掉。
会发生什么呢?
结果
你会发现,当你把水倒出来时,铃声的音高会下降,但如果你让水倒流,音高会上升。
你可以尝试很多次,只要你喜欢,试着改变水量和倒水的速度。你甚至可以试着倾斜杯子,然后让它响起来,然后把它拉直——你会发现音调上升了。
解释
当你在玻璃上移动手指时,它会粘住,然后滑动,然后再次粘住,试图振动玻璃。玻璃在一些频率下振动得很好,就像秋千一样(如果你以正确的速度推动秋千,秋千就会增加,如果速度不对,你通常会被打到脸……)。所以,如果你的手指以合适的速度振动玻璃,玻璃的振动就会累积到振动空气的程度,从而产生你能听到的声音。这种效应被称为共振,它发生的频率被称为共振频率。
玻璃实际上是通过先将边缘变形成一个方向的椭圆形,然后在另一个方向上变形成一个方向的椭圆形来振动的。
不同的玻璃会以不同的频率振动,就像不同的吉他弦会产生不同的音符一样。一个大边缘的玻璃杯会以较低的频率振动,因此比一个小的玻璃杯的音高要低。
当你开始把液体倒出杯子时,水会移动到边缘振动最剧烈的部分。这使得轮辋更重,增加的重量更难以加速进出,这意味着振动发生得更慢,因此俯仰下降。如果你把水从杯口倒掉,或者把杯子倒出来,或者把杯子弄直,那么沥青就会再次上升。
出于同样的原因,低音吉他的弦比普通吉他的弦要重得多,因为较重的弦振动得更慢,从而可以演奏出更低的音符。
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