欢叫的小鸟_物理知识

10．欢叫的小鸟

林中的鸟儿叫声婉转嘹亮，总会引起人们无限的遐想。其实，我们可以做个游戏亲身体验一下！

Tools　材料和工具

●一次性纸杯两个

●小刀

●吸管

●胶带

Process　游戏步骤

（1）把一个纸杯倒过来，在底部中央部位用小刀划一个边长约1厘米的三角形小孔；

（2）将吸管平放在杯底上，吸管口正对着三角形小孔的一角，并用胶带固定好吸管；

（3）用胶带把两个纸杯口对口地粘在一起，密封严实；

（4）此时向吸管中吹气，就会听到“呜呜”的鸟叫声了。

Physics　物理原理

这个游戏利用了声音的共鸣。两只纸杯黏合在一起，便制造了一个封闭的共鸣箱。我们借着吸管将空气通过三角形小孔，传入杯内。杯内的空气受到振动形成声波，而声波在封闭的空间内能产生共鸣，声音强度变大，传出来的声音也就变大了。

想一想

如何改变鸟叫声呢？比如它的大小和音量？

超级链接

“共振”的威力

任何物体产生振动后，由于其本身的构成、大小、形状等物理特性，原先以多种频率开始的振动，渐渐会固定在某一频率上振动，这个频率叫做该物体的“固有频率”，因为它与该物体的物理特性有关。当人们从外界再给这个物体加上一个振动（称为策动）时，如果策动力的频率与该物体的固有频率正好相同，物体振动的振幅达到最大，这种现象叫做“共振”。物体产生共振时，由于它能从外界的策动源处取得最多的能量，往往会产生一些意想不到的后果。

18世纪中叶，法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过。当他们在指挥官的口令下迈着整齐的步伐过桥时，桥梁突然断裂，造成226名官兵和行人丧生。究其原因是共振造成的。因为大队士兵迈正步走的频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大以至超过桥梁的抗压力时，桥就断了。类似的事件还发生在俄国和美国等地。鉴于成队士兵正步走过桥时容易造成桥的共振，所以后来各国都规定大队人马过桥，要便步通过。

在我国的史籍中也有不少共振的记载。

唐朝开元年间，洛阳有一个姓刘的和尚，他的房间内挂着一幅磬，常敲磬解烦。有一天，刘和尚没有敲磬，磬却自动响起来了。这使他大为惊奇，终于惊扰成疾。他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令，不但能弹一手好琵琶，而且精通音律（即通晓声学理论），闻讯前来探望刘和尚。经过一番观察，他发现每当寺院里的钟响起来时，和尚房里的磬也跟着响了。丁是曹绍夔拿出刀来把磬磨去几处，从此以后就不再自鸣了。他告诉刘和尚，这磬的音律（即现在所谓的固有频率）和寺院的钟的音律一致，敲钟时由于共振，磬也就响了。将磬磨去几处就是改变它的音律，这样就不会引起共鸣。和尚恍然大悟，病也随之痊愈了。

登山运动员登山时严禁大声喊叫。因为喊叫声中某一频率若正好与山上积雪的固有频率相吻合，就会因共振引起雪崩，其后果十分严重。