音调和响度_实验设计-查字典物理网

【目的和要求】

了解音调高低与声源振动频率的关系和响度大小与声源振幅的关系。

【仪器和器材】

发音齿轮（齿数为40、50、60、80），转台，硬纸片，音叉（附共鸣箱），音叉槌，吊在支架上的轻质小球。

【实验方法】

1．音调与频率的关系

把发音齿轮固定在转台上，摇动转台，使齿轮匀速转动。再拿一块硬纸片接触其中一个齿轮的锯齿，如图1．55－1所示。纸片就振动起来，发出声音。改变转台的转速，可以听到纸片发出的声音音调也随着改变。转速越大，音调越高。

保持齿轮的转速不变，用硬纸片接触不同的齿轮，纸片就发出不同音调的声音。齿轮的齿数越多，硬纸片和它接触时发出声音的音调就越高。

实验表明：声音的音调是由声源振动的频率决定的。频率越大，音调越高；频率越小，音调越低。

2．响度与振幅的关系

将音叉插在共鸣箱上，将吊在支架上的轻质小球贴近音叉的一叉股。用音叉槌轻敲一下音叉，小球被推开的幅度不大，音叉发出的声音响度小；重敲一下音叉，小球被推开的幅度增大，音叉发出的声音响度增大。表明声源振动的振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。

【注意事项】

发音齿轮轴上的螺帽必须拧紧，以防齿轮打滑，影响实验效果或被甩出伤人、损坏齿轮。

【参考资料】

1．音调与频率的关系，还可用验音盘（图1．55－2甲）来演示。把验音盘固定在转台的轴上，用橡皮管把吹气管和皮唧连接起来，并把吹气嘴固定在支架上，对准某一列小孔（图1．55－2乙）。转动转台，使验音盘匀速转动，然后踏动皮唧，用吹气嘴对准验音盘上的小孔吹气（用口吹也可以），空气柱振动发声。把吹气嘴从验音盘边缘向中心移动（不用最里面一列不均匀小孔），保持转速不变，得出音调与频率的关系。

2．音调与频率的关系，还可用两个频率不同的音叉直接演示。办法是在每个音叉的叉股上固定—根细钢针，另备一块被烟熏黑的玻璃板。用音叉槌敲击音叉，使两音叉振动发声，并同时匀速地在玻璃板上移动。移动时必须注意要使两音叉的钢针尖恰好与玻璃板接触，在玻璃板上得到如图1．55－3所示的两条曲线。比较两条曲线，得出频率与音调的关系。