科學遊戲 波動現形記 文與圖/許良榮 |2014.09.03 語音朗讀 1440觀看次 字級 大 中 小 圖一 圖/許良榮 圖二 圖/許良榮 圖三 圖/許良榮 圖四 圖/許良榮 圖五 圖/許良榮 文/許良榮 吉他或小提琴等樂器的絃,在產生聲音時振動得相當快,但我們肉眼無法看出絃的振動情形。究竟絃的振動如何變成看得到的波動呢?國立自然科學博物館展示的「圓筒示波器」利用一個大滾筒的條紋,可以將吉他絃的振動呈現出看得見的波形,相當有趣。這個裝置頗為複雜龐大,很難自行製作,但我們可以利用簡單的材料達到同樣的效果喔! 所需器材:黑色鬆緊帶、木板、鐵釘、紙卡。 操作過程: 1取一長木板,釘上二根鐵釘相距約五十公分,再綁上黑色的鬆緊帶,鬆緊帶稍微拉緊即可,不要綁太緊。 2取一張黑色的西卡紙或海報紙,長約十公分,寬約五公分,以白色油漆筆每間隔一公分畫上一白色線條(圖一)。 3做好的黑底白線條紙卡,放在鬆緊帶下方,然後撥動鬆緊帶,讓鬆緊帶振動,同時來回移動紙卡,觀察紙卡上方是否出現波形?波形是否隨著紙卡的移動速度而變化(圖二、圖三)? 原理: 紙卡會產生波形,主要是因為「視覺暫留」,而不是鬆緊帶或絃的振動時的真實波動;亦即看到的波形是視覺暫留的假象,不是鬆緊帶(絃)的振動(產生聲音)的波形。如圖四所示,鬆緊帶的振動是上下來回振動,當下面的紙卡移動時,由於紙卡為黑色底,而黑色鬆緊帶在紙卡上方,因此我們只能看到白色線條部分的鬆緊帶(如圖五的紅色點)。隨著紙卡的左右移動,我們所看到的部分由於視覺暫留而形成如圖五的A、B、C、D的上下運動,由於鬆緊帶的來回振動相當快,因此在視覺上會形成波動的連續圖形。 由上述原理可知,我們看到的波形是因為視覺暫留而形成,因此波數(或波長),是由紙卡上白色線條的數目決定,與鬆緊帶的振動快慢沒有關係喔! 叮嚀: 1紙卡上白色線條的間距可以彈性調整,不過,間距愈密,線條就必須愈細,但線條太細,比較容易模糊不清。 2可以用橡皮筋取代鬆緊帶,但是必須將橡皮筋塗黑(使用簽字筆即可)。 3不使用鐵釘與木板也行,只要二人合作,一人拉橡皮筋,另一人移動紙卡就可以了。 前一篇文章 創作花園 好奇的爸媽 下一篇文章 我喜歡自己 熱門新聞 01【詩】鷺鷥吐哺2024.05.1302各國母親笑顏 展現無私之愛2024.05.1203佛光大佛分香我家 慶佛誕緬佛恩2024.05.1504青年永續環境 綠色諾貝爾肯定2024.05.1405【時光重逢】鋼琴師的花朵2024.05.1706社論--李顯龍的演說深意2024.05.1407【樂活人生】享受六十歲的速度2024.05.1408《玉琳國師》將改編微短劇 《世世動了心》重現經典2024.05.1609聯合國民間組織會議 佛光山出席2024.05.1310【典範長存】母親們的救星 塞麥爾維斯2024.05.14 訂閱電子報 台北市 天氣預報 台灣一週天氣預報 相關報導 【快樂塗鴉簿】樹林裡的小鳥 【快樂塗鴉簿】四季的變化 【人間有愛】心誠則靈 心想事成【快樂塗鴉簿】可愛小鳥【趣味動物園】寶島之鳥——帝雉【快樂塗鴉簿】太空 作者其他文章科學遊戲 魔鏡啊魔鏡!科學遊戲 聲音幾何圖科學遊戲 低溫沸騰科學遊戲 紙片 跳扭扭科學遊戲 衛生紙中的祕密