小明喜歡吹笛子,他發(fā)現(xiàn)按住不同的孔時(shí),笛子會(huì)發(fā)出不同音調(diào)的聲音,學(xué)習(xí)了聲現(xiàn)象的相關(guān)知識(shí)后,小明意識(shí)到聲音與空氣柱的振動(dòng)有關(guān),他進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
【猜想與假設(shè)】
猜想1:空氣柱發(fā)聲的頻率可能和空氣柱的橫截面積有關(guān)。
猜想2:空氣柱發(fā)聲的頻率可能和空氣柱的長(zhǎng)度有關(guān)。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
為了驗(yàn)證上述猜想是否正確,小明找到不同規(guī)格的吸管、虛擬示波器等器材進(jìn)行探究。大家選擇5根吸管,堵住其中的一端對(duì)著另一端吹氣,用示波器記錄聲音的頻率。將實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)記錄在表格中(吸管的長(zhǎng)度和橫截面就相當(dāng)于空氣柱的長(zhǎng)度和橫截面)。
實(shí)驗(yàn)吸管 |
吸管長(zhǎng)度L/cm |
吸管橫截面積S/mm2 |
頻率f/Hz |
1 |
10 |
5 |
3500 |
2 |
15 |
5 |
3146 |
3 |
10 |
8 |
3330 |
4 |
10 |
10 |
3112 |
5 |
20 |
5 |
2693 |
【交流分析】
(1)分析表格中實(shí)驗(yàn)吸管1、3、4的數(shù)據(jù),可知空氣柱的
長(zhǎng)度
長(zhǎng)度
相同時(shí),空氣柱的橫截面積越大,發(fā)聲頻率越
低
低
、音調(diào)越
低
低
。
(2)為了驗(yàn)證猜想2,應(yīng)分析表格中實(shí)驗(yàn)吸管為
1、2、5
1、2、5
的三組數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是,可知空氣柱的橫截面積相同時(shí),空氣柱越長(zhǎng),發(fā)聲頻率越
低
低
。