进入声音的天地

你现在坐好、闭上眼睛并仔细听。你的周围充满了声音。即使在最安静的夜晚还是有一些声音,如远方的汽车声、树叶的摩擦声和你自己心跳的声音。这些声音中哪些是自然的?又有哪些是机械发出来的?这些声音是低声或是噪声,还是像音乐一般?
在本章的第一个部分有一些实验。这些实验会帮你了解声音是如何发出来的、我们的耳朵如何帮助我们听到声音。在本章的第二个部分里,你可以研究乐器如何产生声音,也会知道如何制造各种简单的乐器,像鼓、橡皮筋吉他、玻璃木琴、管状的钟、装货箱制成的低音乐器和一条弦的五弦琴。
这两页中提出的问题是以本章解说的科学概念为基础。当你做完本章的实验后,就可以回答这些问题,并了解更多和声音有关的知识。

●什么是声音?
●听声音、回声、声学、噪音
●声音的速度
●弦或管子产生的音乐;音调
●打击乐器;录起来的音乐
●动物的声音
往后出现像这两页边缘围绕的蓝线,就表示一个新的内容开始了。
▲为什么音叉的声波会使水溅出来?
为什么超音速飞机飞过我们头顶时,我们会听到音爆?
如何利用回声来侦测鱼群?
鼓的大小如何影响它发出的声音?
▲长管子发出的音调比较高,还是短管了发出的音调比较高?
我们的耳朵如何过滤不想听的噪音呢?
▲为什么吹喇叭的人必须嘴唇颤动地吹?
在这个橡皮筋的吉他中,绷的较紧的橡皮筋发出的音调比较高,还是比较低?
▲在弹尺的时候,如何改变发出的音调呢?
为什么一辆警车经过你的身边时,它的警笛的音调会变低呢?
身体能制造多少声音?
从唱歌、踏脚到鼓掌,你可以用身体的不同部位发出各种声音。你可以模仿动物或时钟、汽车等物体的声音。你可以发出多少种不同的声音?
作腹语的人可以用他们自己的声音,使一个人或动物的模型看起来好像在讲话。为了做这种表演,作腹语的人得先学会讲话不必动嘴巴。你可以自己试试看,不过,这要练习很久。

吹口哨
吹口哨需要用到你的手指和嘴唇。把你的舌头轻轻向后卷,并把两只手的第一根手指和第二根手指伸入你的口中,让你的第二根手指的指尖,正好在你的舌头底下碰在一起。
现在从你的嘴唇和手指间的小缝隙吹气。你会感觉到有空气从你的两唇之间冲出去。经过练习之后,你就可以吹出声音了。
枭叫
想吹出猫头鹰的叫声,你要两只手弯成像杯子的形状合起来,而且两根拇指要靠在一起。在两根拇指之间留个小缝,再从洞的上方轻轻吹气——不是直接往洞里吹气。这可能要花一些时间去练习,你要有耐心。
啪哒声和滴答声
你能够用你的手指发出啪哒声吗?先把你的拇指和中指压在一起。你的拇指和中指要一直压着,同时让你的拇指滑向一边,使你的中指拍击你的手掌发出啪哒声。如果你的手指有一点湿会比较容易做到。经过练习之后,你应该可以两只手同时做。
进一步实验
●你能够用你的两膝盖一起打出声音吗?
●你觉得很冷时,牙齿会“打颤”吗?
●像打鼓那样打你的胸部,然后同时大叫“啊……”。声音有什么改变?
啵
你听过软木塞从瓶子上拔起来的声音吗?如果软木塞很快地被拔起来,空气会突然冲进瓶子的窄口,并发出很大的声响——“ ”。还有一个方法也可以发出这种声音。
你只要把食指放入你的嘴里,并把嘴唇缩成一个小小的圆形,然后把指尖压在脸颊的内侧,再用力的拔出来。
▲这是西班牙的舞蹈弗朗明哥。在跳舞时,舞者的手会举到头顶上,用手指跟着音乐的节拍打出“啪哒”的声音。有时候舞者的手中会拿着响板,用来制造滴答声。

声音和空气有什么关系?
会发出声音的东西都有一个相同的结构;这个结构可以使空气非常迅速地来回摇动。这些摇动称为振动。如果振动到达我们的耳朵,我们就会听到声音。

声波
声音会使空气中的微细粒子(分子)互相碰撞。当这个情形发生时,分子会先挤在一起,然后又会扩散开来,而把它们的能量传给隔壁的分子。个别的分子会轻微地来回振动,但不会在空气中移动。分子振动从一个分子传到另一个分子的过程,我们称为声波。你可以用一排玻璃弹珠代表空气中的分子,看看分子如何产生声波。
把4个玻璃弹珠排成一直线。然后拿出第5颗弹珠,用手指轻轻弹一下,让它撞到排成直线的最后一颗弹珠。而其他的弹珠会一个接着一个撞击下一个弹珠,并把能量传递过去。当第4颗弹珠接到传来的能量时,它就会滚出去。
看振动
放一些米粒在鼓面上,再轻轻敲击鼓面。鼓面的振动会使米粒跳动。如果你用力一点敲,米粒会怎么样?

声带的振动

当你在讲话时,把手指放在喉咙上。你能够感觉到声音吗?当你在说话、大叫或唱歌时,空气就从你的肺中压出来,冲到我们称为声带的肌肉上。声带就在气管的顶端。空气冲到声带上,使声带振动而产生你的声音。女人的声音比男人高,因为女人的声带比较短,而且绷得比较紧。
▲声带的位置图。
你也可以用音叉和一杯水来看振动。
用音叉轻轻地拍手掌几下,然后把音叉放在杯里的水面上。你能够看到音叉的振动如何使水摇动吗?
注意
在做完实验后,要把音叉完全擦干。
制作一个音炮
这个游戏让你知道如何用声波把蜡烛吹熄。
材料:一个纸板筒、一个塑料袋、剪刀、胶带、一根小蜡烛、一个碟子或盘子、沙子或土壤。

1、用剪开的塑料袋把纸板筒的两端都封起来,再用胶带贴牢。
2、用剪刀在纸筒一端的塑料上弄个小洞。
3、在碟子里或盘子里放一些沙子或泥土,并把蜡烛立在沙子或泥土里。
4、请一个大人帮你把蜡烛点燃。
5、把“音炮”上有洞的那一端靠近烛火,距离2——3公分左右。
6、当你用手指敲打“音炮”的另一边时,烛火就会熄灭。
怎么会这样
你敲打的声音听起来好像在打小鼓。塑料鼓皮的震动会把纸板筒里的空气从小洞推出去。这股力量足以把烛火吹熄。

耳朵如何听到声音?

观察耳朵
耳朵是我们身体很复杂的一个部位。在我们头部两侧突出的部分是外耳,那只是耳朵的一部分。耳朵的其他部分是在你的头部里。
外耳
外耳的形状就像一个漏斗,可以收集声音并把声音引导到头的内部。声音以振动空气这种形式撞击一片薄薄的皮膜,并使它振动,这种皮膜称为耳膜。
中耳
中耳里有3个小骨,分别是锤骨、砧骨和镫骨。这三个小骨可以扩大来自耳膜的振动,并把这些振动传到内耳。
内耳
在内耳里有一个像蜗牛壳的器官,称为耳蜗。耳蜗会把振动转变成电的讯号。这些电的讯号会沿着神经被送到脑中。脑会解释收到的讯息,我们就听到声音了。
你的听力有多好?
材料:一个小东西,如大头针、一把尺、笔记本和铅笔。
请一位同学帮你做这个实验。
1、请一位同学背对着桌子站着。
2、从10公分高的地方让大头针掉到桌子上。确定每一根大头针都是从同样的高度掉下来(你可以用尺量)。
3、请你的同学一听到有大头针掉到桌下的声音就做手势。
4、测量出你的同学和桌子之间的距离,并把距离记录下来。
5、请你的同学往前走2步,再重复这个实验,直到他不再听到钉子掉下来的声音为止。
6、再请其他的同学来做同样的实验,并比较得到的结果。

声音是从哪里来的?

我们通常都可以听出声音是从哪里来。为了分辨声音的方向,我们会转动头部,直到声音传到两个耳朵的强度一样为止。
许多动物(如马和兔子)的长耳朵可以转许多方向。这样可以帮助它们察觉危险(如有敌人靠近)。
请几位同学帮你测试我们的耳朵在辨别声音的方向这方面有多敏锐。
把其中一个人的眼睛用布遮起来,其他人就以他为中心围成一个圆圈。围成圈圈的人就轮流发出一些细微的声音,如拍手、弹手指、小声的叫。在每一个声音发出之后,眼睛被遮住的那个人要指出声音是从哪里来的。这种辨认的准确性有多高?
然后把那个人的一只耳朵用一个耳套或一块棉花塞起来。这会使他们的辨别能力更好还是更坏?
如何放大声音?
大多数人的听力都很好。但是等我们老了之后,我们的听力通常会变得比较差,另外有些人也可能因为疾病而导致暂时或永久的失聪。
有些听力有问题的人可以戴助听器来辅助听力。助听器是一种小型的电子扩音器,可以塞在耳后或耳内。它会使声音变大并且把声音直接送到听道里。
当一个人对着一大群人讲话时,就要用到扬声器。这样可以使声音变得很大声。
制作一个喇叭状助听器
把一大张纸卷成圆锥状,再用胶带把末端贴好以固定形状。做好的圆锥状要一边很大、一边很小,这样小的一边才能放进耳朵里。当你把喇叭状助听器放入耳朵时,注意一下声音变得有多大声。如果你把助听器朝向一个细微的声音,你应该可以把声音听得很清楚。
把助听器拿来,朝向四周,对着窄小的那一端大叫,你的声音会变得好大声。
怎么会这样
助听器会收集声音,并把声音直接送到听道,所以你更易听到声音。当你对着助听器叫时,助听器会把声音的能量集中,避免它太快散失。这就是声音变大的原因。
滴答声
材料:2个塑料漏斗、一条约2公尺长的塑料软管、一个表或时钟(不要用数字表)。
1、在塑料软管的两端各插入一个漏斗。
2、把表放在离你2公尺远的地板上。
3、请一位同学用其中一个漏斗盖住手表,而另一个漏斗由你拿着,盖在你的耳朵上。你应该可以清楚地听到表的滴答声。
4、用其他细微的声音来做实验。

制作一个电话

你可以用漏斗和塑料软管来制造一个电话。如果你准备的软管长一点会比较好玩;你可以用胶带把几条软管连接起来。
把电话的一端交给一位同学,然后你把另一端拿到另一个房间。你们两个人可以轮流向对方小声地讲一些话。
警告
不要大声叫。这样会伤害你们的听力。
这位医生正在用听诊器听病人的心脏和肺脏。医生听这些声音可以帮助他了解这些器官是否健康。
制作一个听诊器
你可以用一小段塑料软管和一个漏斗做成一个听诊器。请一个朋友把漏斗压在胸部的中央附近,也就是心脏的部位。然后把软管的另一端放到你的耳朵里,集中精神听。如果周围很安静的话,你就可以听到你朋友的心跳声了。
怎么会这样
听诊器和软管电话是把声音直接导入你的耳朵而产生作用。通常声音会往四处散开,所以一个细微的声音很快就消失了。如果声音的能量可以沿着一个窄窄的通道导入我们的耳朵,那么我们就比较能够听到一些细微的声音。

用纸杯子做电话

用纸杯子做成电话所用的原理和软管电话是不同的,不过它仍然要利用声音的振动。
材料:2个纸杯子、线、剪刀。
1、用剪刀在2个纸杯子底部各钻一个洞。
2、把线的2端分别穿入2个杯子底部的洞。然后在线头打结,以免绳子溜掉。
3、你拿着其中一个纸杯子,面对你的同学站着,并且要把线拉紧成直线。
4、当你的同学对着他手上的纸杯子慢慢地讲话时,你要把手上的纸杯子放在耳朵上。
怎么会这样
你同学的声音使纸杯子振动。纸杯子使线振动,而线就把声音的振动传到你的纸杯子上,你便可以听到同学的声音。为什么只有在线被拉直时,这种电话才会有效用呢?

什么是回声?

当声波碰到一个障碍物(如悬崖)时,它会弹回来,我们会再听到这个声音。这种反射回来的声音称为回声。在户外空旷的地方,回声比较模糊,因为声音的震动会向四处散开,能量会散失。而在一个密闭的空间里(如隧道),反射的声音不会跑掉,所以回声很大。
回声和声学
声学是研究房子的形状和发出声音的物质,对声音的品质有何影响的学问。声学在音乐厅和剧院是很重要的,因为在这些地方,声音必须被听得很清楚。
如果在墙壁和墙壁之间有太多回声来回地弹来弹去,那么观众就会听到一大堆混乱的杂音。这就称为交混回响。为了减少交混回响,音乐厅可以建造成特殊的形状,并用木材这类吸音效果好的质料来建造。
回声的实验
研究回声最好的地方是一片石墙(如悬崖)的附近。如果你面对悬崖大声叫,你的声音会传到悬崖再反射回来。如果声音是从悬崖的不同部分反射回来的,你就可以听到好几个回音,就好像有好几个人在回答你。
海底的回声
回声可以用来测鱼群、潜水艇和沉到海底的船。有些船上装有回声测深器,这种仪器会把声波送到海里。而回声传回船上所花的时间,可以用来算出船下任何物体的形状和位置。它也可以用来画出海床的深度和轮廓。
这种技术称为声纳,意思是声音的航行和测距。声纳是很灵敏的,它可以分辨一条大鱼和一群小鱼。
动物的回声
蝙蝠会发出尖锐的叫声,再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小,以及物体是否在移动。这种技术称为回声定位法。它可以帮蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉猎物(如飞行中的昆虫)。
蝙蝠尖锐的回声我们是听不到的,但蝙蝠发出的其他声音有些是我们能听得到的。
这只长耳蝙蝠在用回声定位法捕捉飞蛾当晚餐。

什么是噪音?

令我们觉得不舒服的声音,我们通常称为噪音。噪音是由不规则的声波产生的。太多的噪音会损害我们的听力,也会影响身体的生理过程(如:造成消化不良)。制造过量的噪音是违法的,而且有些方法(如:在车上装消音器)可以减低或防止噪音。不过,噪音污染仍然是一个很严重的问题,特别是在人口密集的大城市更是如此。
测量噪音
我们只要测量声波的能量,就可以知道声音的大小。音量的测量单位是分贝。0分贝的声音人类听不到。一般的谈话可能产生50分贝以上的声音。而在一条交通繁忙的街上,噪音可以高达80分贝或更高。
树叶摩擦的声音 10
低声的耳语 20
一般的谈话 40-60
真空吸尘器 70
繁忙的交通 90
气压钻孔机 100
飞机的引擎 100-200
太空火箭 200+
过滤噪音
当我们在一个很吵的地方专心做一件工作时,我们的听觉系统会把我们不要的声音过滤掉。现在我们针对这一点来做个实验。先放一卷录音带,同时选一段你喜欢的文章念给你的同学听。大约一分钟后,你就把录音机关掉,并且请你的同学告诉你他刚刚听到什么。他会记得你读的文章呢?还是记得其他的声音?
现在把录音机再打开,把录音带倒回去,再重新放一遍。你会发现你居然能够听到好多不同的声音。录音机无法像我们的耳朵那样选择它想要的声音。
▲人们使用很吵的机械时,要戴上特殊的护耳以保护听力。
让袋子爆炸
把一个纸袋的开口扭起来并往袋子里吹气,使袋子胀起来。用一只手把袋口捏紧,再用另一只手的手掌用力往袋子拍下去。袋子会“砰”的一声爆开来。
在纸袋里的空气因为你的一掌而被压缩。被压缩的空气以很大的力量冲出纸袋,那你就会听到爆炸声。
▲如果在一大堆雪的附近有噪音的话,噪音的振动会引起雪崩。在一些滑雪胜地人们会故意引起雪崩,以避免雪堆积起来造成危险
做一个纸手枪
你只要找一张双页的小型报纸或一张30×40公分的棕色包装纸。
1、把纸张较短的那边对半折好,再打开。
2、把四个角都折起来,同时碰到折好的中心线。
3、沿着中心线把纸张对半折好。
4、把纸张再沿着中心线对折。把折线压好再把纸打开。
5、照图上这样,把最大的角往下折。
6、把纸张往后对折,形成一个三角形。
7、开枪时,你要握着纸枪上长的那一边,在空中用力往下挥就行了。

声音的速度有多快?

一个声音产生后,并不会立刻传到你的耳朵,通常要经过一段时间。除非你自己有这种经验,否则这是很难理解的。例如:如果你参加一个运动会,坐在离鸣枪的人有一段距离的地方,你会先看到枪冒烟,后听到枪声。这是因为光行进的速度非常快(约1秒钟300000公里),而声音的速度就慢得多(约1秒种330公尺)。所以你会立刻看到枪冒烟,但声音要过一会儿之后才会听到。
发现声音的速度
早期测量声音的速度是利用枪来做实验。帮忙的人要拿着枪站在一个量好的距离外,另一个人就拿着马表站在原点。在看到信号之后,帮忙的人就对空鸣枪看。在原点的人一看到枪的火花和烟时,就把马表按下来;而当他听到枪声时,就再按一次马表让马表停下来。看到火花和听到枪声之间的时间,就是声音行经这一段量好的距离所需的时间。
开普勒效应
你有没有注意到当警车从你面前经过时,警笛的声调会变得比较低?这是因为开普勒效应产生的结果。这个效应是以克利斯汀·约翰·开普勒博士的名字命名的。开普勒博士在公元1842年发现了这个效应产生的原因。
开普勒博士发现,如果声音的来源一直在移动,声波会在声源的前方被挤压,而在声源的后面伸展开来。如果每秒钟有越多的声波传到你的耳朵,你就会听到比较高的音调;如果每秒钟传到你耳朵的声波越少,你听到的音调就比较低。当警车响着警笛经过你身边时,你会听到警笛的音调由高变低。
测量声音的速度
为了测量声音的速度你需要一个马表和一个皮尺。量一个500公尺的距离,要尽可能量得准确一点。你和你的同学分别站在两端;你的同学两手各拿一块大石头,你则拿一个马表。当你大叫“开始”时,你的同学要把石头举到头顶,尽量大声敲击。
当你一看到石头撞在一起,就按下马表。等到你听到石头撞击的声音,就再按一下马表让马表停下来。时间方面要记录到十分之一秒。如果能多做几次实验,算出时间的平均值是最好的。
你只要用计算机把你和你同学的距离除以时间,就可以算出声音的速度了。
比声音还快
超音速飞机(如波音式客机)的飞行速度比声音还快。当这种飞机的速度接近声音的速度时,它可以追上在它前面行进的声波,使声波互相推挤。这会在飞机前形成压缩的空气而造成阻碍。当飞机到达声音的速度时,它会克服这种高压的空气。这股高压的空气会在机身后面散开,形成强力的“震波”。在地面上的人们听到这种震波就像是在打雷。这种现象就称为音爆;这种音爆的力量足以把玻璃震碎。
声音的速度会变吗?
声波通过不同的材料时,行进的速度是不同的。它们穿过液体(如水)和固体(如钢)的速度比穿过空气时快。
进一步实验
把你的耳朵轻轻地靠在墙上,并请一位同学在几公尺外拍打墙面。你们可以设计一个密码来传递讯息。

穿过墙的声音

如果声音是在房间里产生的,那么空气的振动也会使墙和门振动。拿一个空的玻璃杯靠在最靠近声音的墙上。当你把耳朵靠在杯底时,声音会更清楚。振动的墙或门会使杯里的空气摇动,而声音就传到了你的耳朵。
在外太空没有空气可以传递声音的振动。所以当雪莉·赖德博士跟压力舱外的其他太空人或地球上的控制人员讲话时,她必须用无线电。无线电波是一种电磁辐射,它可以穿越太空到地球。
在水底下听
因为声音在水中行进的速度是在空气中的5倍,所以在水底的声音通常会比较大。
平躺在浴缸里,让嘴巴和鼻子露出水面,而耳朵在水里。刚开始可能会有点奇怪,但是如果你仔细听,浴缸里的水会传来很多声音——包括你自己的呼吸声。你可以轻轻地敲浴缸,听听这轻轻的一敲会产生的巨大声响。
你头里的声音
在一条绳子的中央绑几根汤匙,并摇一摇让汤匙碰撞发出声音。当汤匙撞在一起时会发出叮叮当当的声音。
现在把绳子的两端压在你的耳朵里,再摇一摇汤匙。声音有什么不同吗?
找一支普通的叉子;将把手的部分放在牙齿之间咬紧。用你的手指弹一下叉子的末端,你会听到很奇怪的声音。而其他看着你的人却只会听到微弱的弹动声。
警告
弹叉子时不要太用力,不然会伤到你的牙齿。
怎么会这样
汤匙或叉子的振动直接穿过你的头骨到达你的内耳。声音就在你的头里,所以你会听到比较大的声音。

乐器如何产生声音?

在本章的后半部,你会知道一些关于由一系列音调组成的乐音的知识。你可以研究一下不同的乐器如何制造高音和低音,以及如何改变声音的大小。在制作一些简单的乐器之后,你就会发现弦乐器、铜乐器、木管乐器能制造出不同的乐音。
把尺当乐器
把尺放在桌上,一半突出桌面。用一只手把尺压好,另一只手去拨动尺的末端,并听一听尺发出的声音。
现在把尺往桌子里推一点,只留一小段尺在桌外,再拨动尺的末端。然后再把尺往桌外推出一大截,再拨动尺。
当你移动尺的时候,声音有什么变化?在桌子外的尺越长,声音会越高还是越低?
音箱
把音叉放在手掌上拍几下,再把音叉的把手立在桌面上。声音会有什么变化?
怎么会这样
当音叉碰到桌面时,声音会变得比较大声。音叉的振动使桌子也振动了。桌子就像是一个音箱,会把振动传到它周围的一大片空气里。桌子会使音叉的声音扩大。
大部分的乐器都有某种可以把声音扩大的东西。在弦乐器(如吉他或小提琴)里,弦都是紧紧地绑在一个中空的盒子上;这个盒子通常是用木头做的。弦的振动使木盒子和里面的空气依照弦的速率一起振动。这称为共鸣。共鸣会使弦发出的声音更大、更丰富。
做一个弦乐器
材料:一条铁制的挂衣架、一把钳子、一些U型钉、一把锤子、一块15×10公分的木头。
1请一个家长帮你把挂衣架切成5、6根长度不一的棒子,长度在5-10公分之间。
2用U型钉把5、6根铁棒固定在木块上。
3只要用拇指拨动铁棒就可以发出音调了。
怎么会这样
动的铁棒本身不会发出很大的声音,但是木块会使声音变得很大。比较长的铁棒发出的音调比较高还是比较低?
制作一个吼声器
你需要一块大小和尺差不多的木片。在木片的末端钻一个小洞,再把一条150公分长的线绑在洞上。
现在你要找一个空旷的地方,确定周围都没有人,然后你就可以玩了。到户外去玩是比较好的。
把线头握在手上,然后开始在你的头顶旋转。当木片在你的头顶绕圈圈时,它会使空气振动,产生奇怪的吼声。当你让木片越转越快时,吼声就会越来越大。
进一步实验
用一块更长更宽的木板。你会发现这一次的声音比较深沉、比较大声。
如何改变音调的高低?
当音乐家谈到音调时,他们的意思是有一个声音比另一个声音高或是低。改变音调的方法有很多,做完下面的实验后,你就可以知道其中的一些方法了。
这是一个交响乐专用的木琴。当木琴被敲击时,长度不同的木条会发出不同的声音;比较长的木条发出的音调比较深沉。
水底下的古箫
为了做这个实验,你要准备一个旧的塑料古箫和一大杯水。
用你的手指把古箫上所有的洞盖起来。(如果你觉得不太容易,你可以用一些胶带把洞口封起来。)现在轻轻地吹古箫,你会听到一个单调的低音。
现在把古箫伸入水杯中,再深呼吸然后吹古箫。音调有什么变化吗?把古箫从水里拿出来,然后吸一口气再吹。声音有什么改变?怎么会这样
吹古箫时,古箫里的空气会振动,可听到一个音调。音调的高低由古箫里的空气容量有多少来决定。当你把古箫的末端放入水中吹时,水会跑到古箫的管子,所以管子里含空气的长度就变短了。你会听到一个高的音调。而当你把古箫从水里拿出来后,音调会变得比较低。
制作一个玻璃木琴
找4个大小和形状差不多的玻璃杯。把其中一个杯子装快要满的水。第二个杯子里装到离杯口约2公分的地方。第三个杯子里装到离杯口约4公分的地方。第四个杯子里不要装水。
怎么玩
用一根木制汤匙轻轻敲打每个玻璃杯的侧边。每个玻璃杯会发出不同的音调。哪一个杯子发出的音调最高?哪一个杯子发出的音调最低?
怎么会这样
当你轻轻地敲打每一个杯子时,会使杯里的水振动。音调的高低是由杯里的水量来决定。水越多,音调就越低。
进一步实验
你可以找一些不同的玻璃杯装上不一样多的水,看你能不能用你的玻璃木琴奏出旋律。
会唱歌的酒杯
另一种制造音乐的方法是摩擦酒杯的边缘。你要在酒杯里倒入2公分高的水。用手把玻璃杯的底座压在桌上。把另一只手的一根手指弄湿;用这根手指轻轻地、慢慢地摩擦杯口的边缘。
你可以比较用力地摩擦或是比较轻地摩擦,直到你发现自己可以使杯子发出清楚的音调为止。这一点要经过一番练习才办得到
进一步实验
把杯子里的水量改变一下。音调有什么改变?
自组低音乐器
材料:一个货物箱、一根扫帚柄、一段绳子、一根钉子、一把锤子。
1、请家长帮你在货物箱底的角落钻一个洞。
2、把扫帚柄插入这个洞。
3、把绳子的一端绑在扫帚柄的末端。
4、在扫帚柄的对面角落钉一根钉子。
5、把绑在扫帚柄上的绳子拉过来绑在钉子上,而且绳子要拉紧。
怎么会这样
你会制造出又深沉又丰富的声音,因为货物箱就像是一个大的音箱,可以把声音扩大。如果你把扫帚柄往后拉,使绳子拉得又直又紧,音调会比较高。如果你让绳子变得比较松,音调会变得比较低。经过练习之后,你就可以奏出简单的旋律了。

怎么弹奏

把一只脚放在箱子上,使箱子立稳。用一只手握住扫帚柄,再用另一只手拨动绳子。
拉紧的线
这个实验会告诉你当线被拉紧时,它发出的声音会有什么变化。
材料:一段钓鱼的尼龙线、一块木板(约3公分厚、60-90公分长)、一根钉子、一把铁锤、一个小桶、重物(如一些小石头)、2块小木板(大小、形状和冰棒差不多)。
1、在大木板的一端钉入一根钉子,要钉牢。
2、把尼龙线的一端绑在钉子上。
3、把木板放在桌子上,再把绑在钉子上的线拉过来,让线垂在桌边。
4、把小桶绑在垂下的线上。
5、现在弹一弹线。你会听到很小的声音,因为线在大木板上摩擦,不能自由地振动。
6、为了让线和大木板隔开,你要把两块小木板从侧边立起来,放在线的两端。
7、现在在线上弹几下,听一听发出的声音。
8、在小桶里放一点重物,再弹一弹线。声音的音调有什么变化吗?
9、再加一些重物到小桶里,然后再弹一弹线。音调会变高还是变低?
进一步实验
现在保持桶内重物的量,但把两个支撑的木片移得近一点,然后再拨一拨线。当两块木片之间的线长度越来越短时,音调也会越来越高。
警告
脚要尽量离小桶远一点,以免线断了被小桶压住。
橡皮筋吉他
制作这个简单的乐器之后,你就会发现弦的松紧程度对乐器的声音有什么影响。
如果你有一个抽取式的卫生纸盒子,那盒子的上面已经有一个洞了。如果你准备的是一个普通的盒子,那你要用剪刀在盒子上剪一个洞。现在把橡皮筋套在盒子上,每一条橡皮筋间隔约1公分。如果你拨动像皮筋,你会发现发出的声音很不清楚。这些橡皮筋的振动被抑制了,因为它们在纸盒上摩擦。
如果你仔细观察弦乐器(如吉他),你就会发现它们的弦并没有碰到乐器的主体。这些弦是被一块称为弦马的木板撑高了。
你可以找两块木板作为弦马,把你的吉他上的橡皮筋撑起来。当你再弹橡皮筋时,声音会变得比较清楚。比较松的橡皮筋发出的音调要多弹几次,直到你可以用橡皮筋吉他奏出简单的节奏为止。

什么是管乐器?

音乐家吹奏的乐器都是用木头或金属的管子制造的。当管子里的空气振动时,管子就会发出声音。如果一个乐器是由一段很长的管子做成的,那这个管子会被卷起来。竖笛或双簧管这类乐器的管子,都是用木头做的,称为木管乐器。黄铜制成的管子通常用来制造小喇叭或伸缩喇叭。这些乐器我们称为铜乐器。
瓶子的音乐
你只要准备5个大小相同的瓶子和一些水就可以了。
在一个瓶子里装入快满的水。第二个瓶子装入四分之三的水。第三个瓶子装入半瓶的水。第四个瓶子装入四分之一的水。最后一个瓶子不要装水。如果你想让每个瓶子的水量更容易看清楚,你可以在瓶子里加几滴墨水或食用色素。现在把瓶口放在嘴边吹吹看

怎么会这样
当你在每个瓶子的瓶口吹气时,瓶子里的空气会因此振动。空气听占的空间小,振动的速度就比较快。当瓶子里的空气非常少的时候,你就可以吹出很高的音调。而当空气比较多的时候,音调会比较低。
进一步实验
找大小不同的瓶子装入水,使水面的高低各不相同。你能够制造出多少个不同的音调?

牧神笙的管子

有一种乐器称为牧神笙已经在世界各地流传了好几千年。
材料:几段竹子或中空的塑料管、黏土、胶带、剪刀。
1、请一个家长帮你把管子切成不同的长度(在5~20公分之间)。
2、把一块块黏土塞入管子的末端,或用胶带把末端封起来。
3、依照管子的长度排列;最短的在一端,最长的在另一端。把没有黏土的那一边排成一直线,再用胶带把排好的管子固定好。
4、玩这个牧神笙时,就把管子上有开口的那一边放在你的下嘴唇上,再轻轻地吹气,使气流吹过管口。
5、不同的管子吹奏出的音调有什么不同吗?
怎么会这样
你应该会发现比较长的管子吹出来的音调比较低,而比较短的管子吹出的音调比较高。经过练习之后,你就可以吹奏出曲调了
簧片有什么作用?
有些木管乐器用簧片来产生乐音。当空气吹进这些乐器的吹口时,空气会使簧片振动,而簧片的振动会使管子里的空气也产生振动。铜乐器的吹口里没有簧片。演奏的人在吹奏时,会使他们的嘴唇像簧片那样振动。

用青草演奏

你可以用一片青草叶制成一个简单的乐器。找一片大的青草叶,用两只拇指并拢把叶片夹紧。
现在从你的拇指间在叶片边缘上吹气。叶片会振动并产生很大的声音。
制作一根芦笛
你可以用一根普通的吸管做出另一种乐器。把吸管的一端压平,把两个角剪掉。把剪好的那一边轻轻地放在你的嘴唇之间,然后轻轻地吹。当你吹气时,你使两片“簧片”之间的空气冲出去,而使簧片产生振动。簧片的振动使吸管内的所有空气以某种特定的方式振动。
进一步实验
●把吸管从中剪断。这使声音变得比较高还是比较低?
●在吸管中央切个小孔。
把吸管往上折或往下折,以改变管内空气的长度使声音产生变化。

吹奏管子

为了了解铜乐器是如何发出声音的,你要找一段大约1公尺长的旧管子。把你的嘴唇撅起来往管子里吹气,并使嘴唇颤动。如果想吹出不同的音调,你只要控制嘴唇紧缩的程度。吹奏小喇叭的人就是用这种方式在吹奏号声,而不必用键或栓塞来改变管内空气的长度。
铜乐器的吹奏方式和木管乐器是不同的。这个小喇叭的吹奏者要把嘴唇紧紧地靠在吹口上。吹奏时要让嘴唇像两片簧片那样振动,并进而使小喇叭内的空气振动,接着就会产生音乐了。
什么是打击乐器?
几千年来,世界各地的音乐家制造了许多种节奏乐器,如鼓、摇铃和钟。任何东西只要在被打击或摇动时会制造有趣的声音,都可以用来当乐器。而用这个方式演奏的乐器称为打击乐器。这种乐器大都只能发出一个音调。
盒子里有什么?
这个实验可以测验你的同学的听力和侦察能力。
材料:几个小盒子或罐子(要有可以盖紧的盖子)、一些东西,如回形针、小石子、钮扣、棉花、弹珠、塑料小颗粒、干燥的豌豆、米和图钉。
在每个盒子里只放一种小东西,然后把盖子盖好。请一位同学把盒子一个个拿起来摇一摇。然后告诉你的同学他们可以针对每个盒子里的东西问5个问题。而你只可以回答“是”或“不是”。看看你的同学能不能猜出盒子里有什么东西。
制作一个摇铃
所有空的塑料瓶都可以用来做成摇铃。你还要准备一些小东西,如小石子、干的豌豆、生的米粒、钮扣、螺丝钉和螺丝帽。
把其中一种小东西倒一点到瓶子里,然后把瓶子摇一摇。接着再轮流放入其他的小东西,看看哪一种东西可以发出最好的声音。
当你找出最喜欢的声音后,就把盖子用胶带封死,并把瓶子涂上你喜欢的图案做装饰。
做一个鼓
材料:空的容器(如塑料盒)、厚纸板卷成的棒子、塑料提袋、坚固的绳子、胶带、剪刀、细棒子。
1、把塑料提袋从侧边剪开,摊成一大张。
2、把一个容器放在塑料纸张上,然后沿着容器的边缘剪下,但要多留7-10公分的宽度。
3、请一位同学帮你把剪好的塑料纸放在容器上并拉紧。
4、当你的同学把塑料纸拉紧时,就用绳子把塑料纸绑牢,或用胶带把塑料纸固定好。
5、玩的时候你可以用手指在鼓面上拍,或用细棒子敲打。
进一步实验
●做几个大小不同的鼓。做大的低音鼓时,你可以把一个塑料袋打开,盖在一个大的纸屑桶上,拉紧固定好。做小鼓时,你可以用一个小的厚纸板管子。
●用几种不同的质料做鼓面,如硬的纸、薄卡纸或气球。
提示
为了得到比较好的声音,塑料鼓面要尽量拉平,不要有皱纹。
 几千年来,鼓一直是重要的乐器。它们有各式各样的形状和大小,而且可以用各种质料来制作,包括木头和塑料。

管状的钟

材料:许多五金商店都有卖装设水管用的铜管。你可以去问他们有没有卖剩的一小段,或是买一段约一公尺长的铜管。你还需要一些细的绳子或坚固的线、剪刀、一段木棒、两把椅子、一个大钉子。
1、请一个家长帮你把铜管切成7段。最小的一段约5公分长,然后每一段往上增加2.5公分,直到最后一段是20公分。
2、把线或绳子紧紧地绑在各段铜管的末端。
3、把木棒放在两把椅子间,然后把筒管——绑在木棒上。注意:铜管不要碰到地面。
4、演奏时,就用钉子敲打铜管,然后仔细听一听铜管发出的声音。哪一个铜管发出的声音最高?哪一个铜管的声音最低?
进一步实验
用铁钉做成一组鸣棒。找一些长短不一的铁钉,长度约在5~20公分之间。把铁钉像铜管那样吊起来。用一根铁钉敲打你的铁钉钟。长的铁钉应该会制造比较低的音调。

演奏汤匙

你可以用两只汤匙做一个非常简单的乐器。把两只汤匙拿在手中;一只汤匙的柄夹在你的食指和中指之间,另一只的柄夹在食指和拇指之间。轻轻地夹住汤匙,勺子的地方要碰在一起。
当你用那两只汤匙轻轻地敲打你的手掌时,两只汤匙就会碰撞在一起,发出铿铿锵锵的声音。汤匙演奏专家可以用汤匙在身体各处拍打出节奏。你自己也试试看。
做一个响板
你只需要两把旧尺、一些纸、胶带和剪刀。用纸折成一个3公分长的纸垫,把它放在两把尺末端之间。用胶带把纸垫和尺固定好。这样可以让两把尺之间有点缝隙,大约是0.5公分左右。
玩的时候,你要拿着用胶带捆住的那一边,然后用另一边敲打你的手掌。结果会发出很大的爆裂声,就像鞭子的声音。这个东西也可用来做另一种打击乐器,它非常像响板。
制作一个擦响乐器
你只需要2个木块、砂纸、剪刀、胶水、图钉。依照木块的尺寸剪下两块砂纸,让砂纸可以盖住木块的其中一面。用胶水把砂纸贴牢,再用图钉固定。两只手各拿一个木块,再用两块木板的砂纸面一起摩擦。
如果想制造出其他的声音,你可以用一枝铅笔在其中一块砂纸上的摩擦,或是在手指上套一个指套在砂纸上摩擦。
气球的声音
把一个气球吹起来,然后用两只手的拇指和食指抓住开口。用拇指和食指拉着开口,让开口留下一点窄窄的缝隙,使气球里的空气可以慢慢跑出去。
当空气跑出去时,会使气球的开口振动而发出声音。改变一下你拉住开口的松紧程度,看看你能制造出多少不同的声音。

如何制作乐器?

如果你制作了本章后半部介绍的几种乐器,你就可以和你的朋友组成一个乐队。制作一个弦乐器、木管乐器和打击乐器。看看你能不能组成自己的音乐。你可以找一个故事和你的音乐配合,或是为一个戏剧配上音效。当你经过练习后,可以请家长把你演奏的音乐录下来。
制作一个单线五弦琴
这里还有另一种乐器,可以应用在你的乐队中。
1、用一把锐利的美工刀在冰淇淋盒的前面和后面各挖一个正方形的洞——要挖在盖子下面不远的地方。洞的大小要足以让木棒穿过去。(请家长帮你做这个步骤。)
2、把木棒穿过盒上的两个洞,末端要突出约5公分。用胶水或胶带把木棒固定好。
3、在木棒的两端各钉入一个螺丝金属圈。把准备好的线拉紧之后绑在金属圈上。
4、用2块木头把绑好的线撑起来。其中一块木头放在前头那个金属圈的旁边,另一个放在冰淇淋盒的中央。
5、旋转螺丝金属圈,使线绷紧。
6、把你做好的琴涂上明亮的颜色。
7、演奏时,用手指按住线,然后轻轻地弹。想发出不同的音调时,只要沿着线改变手指按线的位置。
材料:
(1)一段木棒约90公分长,宽和高约2-3公分见方.(2)一个有盖的空冰淇淋盒.
(3)一段钓鱼线或尼龙线或是吉他用的金属线,长度约1公尺.你还要2个螺丝金属圈做为固定线的东西.
(4)两小块木头用来把线撑起来.
 纸杯子制成的电唱机
这个实验会让你知道声音是如何从唱片上发出来的。
你需要一个空的纸杯子和一根针。你可以在手指末端戴指套或是用钳子把针穿过纸杯子底的中央。 把唱片放在唱碟上,然后把开关打开。用手拿着纸杯子,让针轻轻地碰到唱片上的沟。当你把耳朵靠在纸杯子上时,你能够听到什么?
怎么会这样
唱片上的沟是在塑料片上刻出的螺旋槽。在螺旋槽的侧边是小小的凸块。当针尖碰到凸块时,针会振动。纸杯子就像是一个音箱会把振动扩大。
警告
你要用旧的唱片,并请家长帮你操作唱机。
▲唱片的沟内有小凸块,使唱针产生不同形式的振动。这些振动传到我们耳朵里时就成为音乐。这是一张放大许多倍的照片;照片里是一个钻石唱针,唱针后方是一个唱片的沟槽。
老式的留声机,它的唱针会连接到大喇叭的末端。大喇叭会使唱针末端的轻微振动,放大到人可以听见的程度。

动物的声音有意义吗?

动物会利用声音来达到各种目的,如警告其他同伴附近有危险或是吸引异性。它们发出的声音会传递某些讯息,如“我住在这里,离我远一点”或是“小心!有敌人靠近了”。
大部分的动物都有耳朵可以接收声音,不过,有些动物的耳朵我们是看不到的。鸟类没有外耳,它们的耳朵像一条裂缝藏在羽毛下。鱼没有外耳和中耳;它们用内耳来听。它们的内耳会对水里的振动产生反应。昆虫的耳朵长在令人想像不到的地方,如脚上或肚子的侧边。
录下动物的声音
你可以录下一些动物的声音,像鸟类的鸣叫声、蜜蜂的嗡嗡声或动物的吼叫声。一般的卡式录音机效果就很好了。如果有分离式的麦克风也会很有用。如果你用胶带把麦克风固定在一根棍子上,麦克风就收不到你的手指发出的声音。在你开始录音之前,先记下录音的日期、地点和天气。
警告的声音
灰松鼠会发出尖锐的鼻息声或是“恰克—恰克—恰里”的叫声,来警告其他松鼠附近有危险。如果它决定跑开,那么它在跑的时候,尾巴会在背的上方摇摆,这是给它的邻居进一步提出警告。
猫头鹰的听觉器官
谷仓猫头鹰的听觉很灵敏,可以帮它在黑夜中捕捉小动物。它的脸像碟子,由白色的羽毛组成。这个碟形的脸有很好的收音效果,就像接收电波的碟形天线。
会唱歌的鲸
我们不知道鲸鱼为何会唱歌,但是我们知道每一条鲸鱼都有一首不同的歌。一首典型的鲸鱼歌约可持续10分钟,而鲸鱼可以重复唱这首歌达24小时那么久。鲸鱼可以用唱歌和其他同伴联络。声音在水中的传递效果很好,所以鲸鱼的歌声(特别是低音的部分)可以在海洋中传好几里远。
你知道吗?
雄蚊是被母蚊鼓翅的声音吸引的。
被称为温度计的蟋蟀
温度会影响蚱蜢和蟋蟀鸣叫的频率。雪白的树蟋蟀也被称为“温度计”,因为把这种蟋蟀在15秒钟之内鸣的次数加上40,就大约是当时华氏的温度。
▲有些昆虫构造完善的听觉器官,如图上这只长角蚱蜢。在它两只前腿的“膝盖”下方,有两个像裂缝的开口。声音可以从这个开口进入“耳朵”。“耳朵”里有一些气囊,它们就像音箱一样。在气囊上的感觉细胞对空气中的振动会产生反应。

        

▲在繁殖的季节时,牛蛙会发出很大的声音来吸引雌蛙,并把其他的雄蛙赶走。这个声音是由在嘴巴和肺脏之间来回穿梭的空气,在通过声带时产生的。有些空气会进入嘴底的气囊。气囊会像气球那样胀起来产生音箱的效果,使声音变得更大声。
我们的周围充满了声音。
声音是从哪里来的呢?
空气流动、声带振动、自然界动物生长运动……