文與圖／許良榮

親愛的小朋友們，你知道聲音也可以產生漂的幾何圖形喔！今天就讓我們實驗看看 吧！

器材：

大水瓢、黑色塑膠袋、橡皮筋

操作過程與現象：

一、取一把手穿過筒身的大水瓢（把手是中空的），將桶身內的把手鋸掉一段，成為圖一的形狀。

二、剪一張黑色塑膠袋套在水瓢上方，用橡皮筋固定（建議至少用三條橡皮筋），再拉緊塑膠袋，盡量讓表面保持緊繃，如同一張鼓皮。（如圖二）

三、在鼓皮上方均勻的灑上一些食鹽，建議使用顆粒較細的精鹽。（如圖三）

四、在把手的位置發出聲音，鼓皮上的食鹽顆粒會隨著聲音而振動，而且會形成有趣的幾何圖形喔！（如圖四）。試者發出不同的聲音，看 圖形是否會隨著變化。

原理：

早在十八世紀末，德國物理學家Ernst Chladni (1756-1827)以小提琴的弓磨擦金屬片，讓金屬片表面上的沙振動，產生特定的幾何圖案，被稱為「克拉尼圖形」( Chladni Pattern ) 。到二十世紀中，瑞士科學家Hans Jenny (1904-1972)將細小的顆粒在振動的表面形成特定圖案的現象稱為Cymatics，這個詞源自希臘文Kyma或ta kymatika，意為「物質的波」。

細小的顆粒隨著聲音形成特定幾何圖形的原因，是因為表面（鼓皮）在振動時，會因為振動而產生不同的節點，而節點是振動較小的地方，因此顆粒會聚集在振動的節點上。而不同聲音的不同頻率，會有不同的節點位置，所以顆粒會形成不同的分布，就形成了特定的幾何圖形了。

延伸的科學遊戲：

除了由人發出聲音的方式，也可以利用喇來玩Cymatics。首先將喇接上已經安裝聲音頻率軟體的電腦，然後將紙杯裝水，平放在喇上（如圖五），打開喇，並改變頻率高低，就可以看到如圖六、七的圖形變化了。