(1)吸管笛子的制作:制作套口与安装管
(2)吸管笛子的吹奏音的测定①将笛子插入比吸管大两圈的橡胶管中,中间用橡胶管连接以免漏气。当橡胶管尺寸不合适时,可以用透明胶进行调节。为了不让导线碰到橡皮管,确认吸管的位置。②在橡胶管上安装气球,从风口的另一侧用充气装置充气。将挖出直径mm的圆的厚纸照在气球上,使气球总是膨胀成同样的大小。③气球向吸管笛输送空气,将吸管笛发出的声音读入示波器软件,测定波形和频谱。测量从声音发出到气球收缩的时间(发音持续时间),并记录从开始到结束2成时的频率。这样就可以调整测量时气球的大小。④按3次音计算平均值。3预实验测量气球提供的压力,确认结果:气球送出的空气压力和吹中音萨克斯时差不多。右下图表中,左二与中间项,分别为萨克斯与气球。
4研究管的扩展方式和管端反射的振动的关系4.1测量装有纸筒的吸管笛的吹奏声
(1)测量装有纸筒的吸管笛的吹奏声
制作的吸管笛与中音萨克斯的波形一样,有反复的波,从频谱上可以观察到很多高八度音。
(2)纸筒长度与频率的关系随着笛子的长度变短,发出的声音频率变大了。
4.2管的扩展方式和管端反射的振动的关系
(1)管的扩展方式和频率的关系前端越宽的笛子频率就越大。当管子的直径扩大到3倍以上时,频率停止增加,只能发出相同高度的声音。
(2)通过管道的空气流速和在管道末端反射的振动的关系前端越宽的笛子频率越大,当管的宽度达到极限时,频率停止增加,这种趋势即使流速发生变化也不会改变。当流速加快时,频率整体增大,但当管道的扩张达到极限时,两者的频率都相同。
(3)管子的粗细和在管端反射的振动的关系虽然管变粗,但前端越宽的笛子频率就越大,管前端扩大到一定程度后,发出一定声音的现象是一样的。
5音调孔和管端反射的振动的关系(1)音洞大小与频率的关系
孔的大小不同,发出的声音频率也不同。开孔变小的话,就不能发出声音了,再缩小开孔的话,就接近了没有开孔的笛子的频率。(2)音洞的位置和频率的关系随着孔的减小,频率也随之减小,逐渐接近没有开孔的笛子的频率。无论把孔弄得多么小,都能发出声音,也不会比没有孔的笛子发出的频率小。(3)笛子音孔的发音结构改变音调的大小和位置的话,发出的声音也会有所不同。为了弄清楚为什么会发生这种差异,我们详细研究了频谱。结果发现,发出后的频率频谱有差异。
有小孔的笛子①:发出的声音与没有孔的笛子的频率相近。在孔的位置不产生振动反射,只在管端反射。
有孔的笛子②:发出的声音与在孔的位置剪掉的长度的笛子的频率相近,只在孔的位置产生振动的反射。
有中等大小孔的笛子③:开始响两种基音,然后响两个中间音。振动的反射在孔和管端两方面发生。因为在孔的位置接近切掉的长度的笛声,从孔的反射更多。
声音中途停止的笛子④:两种基音差异大,发出高音,簧片的影响范围变小。由于孔比③的笛子小,所以增加了从管端的反射。因此,从两个点反射产生的声音更加明显。另外,由于簧片的影响范围变小,声音整体变高了。
在发出声音的时候,孔和管端都有空气流出。另外,孔大的时候,手指放在孔的地方,孔小的时候,手指放在管端一侧,会感到咯吱咯吱的震动。由此可以认为,根据音调孔的大小来决定管内振动在哪里反射,如果反射的地方不确定,声音就会不稳定或难以发出声音。上图右侧添加了考察的反射位置的图。
在音孔靠近管端的笛子,在声音开始时没有产生两种基音。这可能是因为振动反射的位置比较接近,两者的反射没有明显区分。
6在管端观察反射的波6.1水面波纹观察
通过积木通道的波浪分成两种,一种是在出口反射回来的波浪,一种是继续前进的波浪。通道的缝隙越宽,波浪反射的时间就越慢。6.2气柱振动的观察
(1)制作昆特管
声音一响,里面的苯乙烯珠就跳起来了。珠在拥挤与空档处移动着,在hz时(下图)变得稳定了。(2)观察共振端的空气流动可以看到干冰的烟在管端的边缘盘旋,根据放置干冰的位置而变化。(有向左转,也有向右转)6.3音孔的存在和空气流动的变化
(1)使用苯乙烯珠的实验在闭合音孔的状态下,可以观察到管内产生共鸣的部位在腹部。打开音调孔后,因共鸣而颤抖的管端附近的圆珠渐渐不动了。另外,在音孔附近,珠子一直在快速移动。特别是稍微闭合的时候尤为严重。(2)使用干冰的实验
随着孔的变小,从管端吸入的空气越来越多。在音调孔稍微关闭的状态下,空气从孔的位置出入变得剧烈。在通孔附近的管内,只有在稍微关闭孔洞时,空气才会快速流动。7中音萨克斯的形状和在管端反射的振动的关系(1)中音萨克斯的管径和音孔的大小通过管长与直径的关系,算出近似公式:y=0.x+28。x为管长,y为直径。随着管变粗,音调孔变大,与吸管笛一致。(2)中音萨克斯的音调和吹奏音的关系中音萨克斯的结构很复杂,只要按下一个按键就能闭合多个音孔。找一个只开一个音孔,其他都能闭合的按钮。测量了左图中红圈所示的三个点上的声音。右图所示的基音,分为一个频率构成和两个频率构成。后者没能发出漂亮的声音。在这个基音中可以看到多个频率的峰值的形状与吸管笛没有很好地响起时非常相似。吸管笛的管端和音调孔都发生了反射。萨克斯的也会发生同样的事情。考虑到反射位置,测量了所有音孔闭合的声音和仅闭合接近套口部分的两个声音点的共三个频率。然后将预期的反射位置添加到上图的右侧。结果发现,如同吸管笛一样,在中音萨克斯中也有来自管端和音调孔的反射。8研究总结制作了前端形状不同的笛子,通过测定其吹奏音,得出了以下结论:(1)如果管太宽,振动的反射不是在管端,而是在管中间。反射发生的位置不受通过管道的空气流速的影响。(第4节)(2)音孔大小决定了振动的反射位置。(第5节)(3)音孔大小能使空气流动加剧,具有音调。(第6节)(4)中音萨克斯也存在因音调大小而不稳定的音,其机构与吸管笛相同。(第7节)管乐器的声音在管内往复振动产生共鸣,形成巨大的振动向外释放,传到我们的耳朵里。通过本研究发现,振动反射的位置取决于管的形状和音调孔的大小,从而影响吹奏声音。不开放不接受打赏。
但是,来都来了~
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