展示目的及科学原理
展项利用互动体验的方式,让参与者看到声音频率变化时的波形,了解声驻波的原理。
操作方式
展项设置了两套装有泡沫颗粒的透明圆管,通过让一端的声源发出的声波在管道内传播,产生反射波,使泡沫颗粒产生振动进行展示。
观众按下启动按钮,透明圆管一端的喇叭发出声音,入射声波从透明管一端传播到另一端形成反射波;转动旋钮调节声音的频率,当传播方向相反的反射声波与入射声波的振幅、频率、振动方向均相同且互相叠加形成驻波时,会看到管中粒子就会发生剧烈的跳动的现象。观众还可按下“示范曲”按钮,观察在不同歌曲频率下颗粒的起伏变化。
两套透明圆管的长度不相同,观众可对比观看两套装置内,相同的音源所产生的驻波的波节与波腹位置的不同。
扬声器产生频率连续可调的声波,使透明管内的发射波与反射波有机会形成同频同相,这样产生的驻波稳定,振幅最大。管内的轻质发泡PVC颗粒会因内部空气振动而形成与波形相似的图形,从而演示出驻波,形成可视化声音波形。
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