空热水瓶为何发出嗡嗡声?
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发布时间：2022-04-25 14:53
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热心网友
时间：2022-05-02 05:12
你有这样的经验吗？将耳朵凑近空热水瓶、空瓶子或空水杯等容器口，就会听到嗡嗡声。这是什么缘故呢？这些空容器里并没有什么发出声音的东西！
这种现象在声学上称为共鸣。共鸣就是声音的振动引起的共振现象。比如，两个发声频率相同的物体，如果彼此相隔不远，那么使其中一个发声，另一个也就有可能跟着发声，这就是共鸣产生的效果。
我们可以将这些空容器里的空气看做空气柱，空气柱也是一个发声体，当容器口周围有一个频率适当的声音，那么空气柱就会产生共鸣，而使这个声音大大加强。物理学家深入研究后发现，只要有一个波长等于空气柱长度的4倍或4/3，4/5……的声音传入容器后，就能引起共鸣。普通热水瓶内部高度大约是30厘米，可以算出，如果有波长为120厘米或40厘米、24厘米……的声音传入热水瓶，都会引起共鸣。
我们周围是一个声音世界，无时无刻不存在各种波长的声音：人和动物的声音、风和流水的声音、机器和车子的声音……就是在宁静的夜晚，也有从远方传来的各种声音，只是它们比较微弱，我们不容易听见罢了。在这许多声音里，总有可以引起各种容器共鸣的声音。微弱的声音引起容器中空气柱的共鸣，声音就被加强了。一般总是同时有多种波长的声音在那面发生共鸣，这就是我们的耳朵凑近空热水瓶等容器口时，所听见的嗡嗡声。空气柱短，引起共鸣的声音的波长也短，因此，一个小瓶子发出的嗡嗡声要比热水瓶发出的尖锐。
如果容器有所破损，使原有的空气柱的完整性遭到某种破坏，那么，共鸣的声音也会有所变化。因此，人们往往通过聆听空热水瓶发出的嗡嗡声来检查瓶胆是否有所破损。妙用“黄钟律管”共鸣现象
我国古代度量衡是用一根管子做标准的，这就是“黄钟律管”。它有一定的管长和管径，也有一定的容量。这种“黄钟律管”翻造以后分发全国各地当做度量衡标准。如果有谁弄虚作假，*派出的官吏只要把国家保存的“黄钟律管”跟他的律管一比，就能戳穿。用眼睛是看不出假黄钟的，必须使地方的黄钟和国家的黄钟发生共鸣，地方的黄钟才是真的。这是非常严格的，假黄钟不能发生共鸣。
做两个纸筒。甲纸筒有底，稍粗些，乙纸筒是个管子，可以套进甲筒里前后移动。找一个音叉，用橡皮锤把音叉打响，让正在发声的音叉对准筒口，伸长或缩短纸筒，你会发现，当纸筒恰恰达到某一长度时，声音最响。如果没有音叉，用自行车铃的铃盖也可以，不过，要用钳子夹着铃盖里的螺钉，不要让铃盖和其他物体相接触。这就是空气柱共鸣实验。
也可以用连通管来做这个实验。用两根玻璃管和一段塑料管装成连通管，向里边灌水，甲管口放一发声的音叉，提着乙管慢慢下降，甲管里的水位不断下降，里边的空气柱不断增长，当达到某一长度时，听！发生共鸣了。
这个实验说明，一定长度的空气柱能和一定频率的声源发生共鸣。科学实验证明，跟某一声波共鸣的空气柱长度，最短应等于声波波长的1/4。
我国古代科学家就是利用这个原理来测定各地“黄钟律管”长度的。
测定实验是在缇［tí］室里进行的。缇是一种素色无纹的丝织品，用它布置一间帐房，帐房外面有三层套间，还有三重曲折的门径，使室里听不到外来的声响，吹不进外来的风。这就是缇室。
做实验的人在缇室的*，四周摆一圈实验桌。桌上微微倾斜地放着那些一端开口、一端封闭的圆形待测管。每根待测的管子里都放一点轻灰，那轻灰是用芦苇秆里的薄膜烧成的，稍有振动就会移动位置。做实验的人在中心位置吹笛，发出标准的黄钟音。凡是产生共鸣的管子，都会把管内的轻灰吹成一小堆一小堆的，不会共鸣的管子里的轻灰依然不动。真假就分清了。
缇室还可以为各种乐器定音，在制造乐器和调整乐器上起着重要的作甩。
我国的古书《吕氏春秋》里就有关于缇室的散记。那本书的主编吕不韦死于前235年。这说明，早在2200多年以前我国就建立了缇室，这是世界上最古老的物理实验室。
