“买瓷碗时,人们常会敲一敲碗,通过声音来判断碗是否有破损,这个方法要应用了声音的什么特征?”

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“买瓷碗时,人们常会敲一敲碗,通过声音来判断碗是否有破损,这个方法要应用了声音的什么特征?”

公主 马老师

发布日期:2016-05-09 04:47:59

初中物理新课标教材第一章“声现象”有这样一个问题:“买瓷碗时,人们常会敲一敲碗,通过声音来判断碗是否有破损,这个方法要应用了声音的什么特征?”一见这个问题,我们根据老经验不假思索地回答是根据“音色”,因为以前做过一个这样的题目:“鉴别碗的质量好坏是根据碗的音色。随后翻看教学参考书,答案却是:“根据碗的音色和音调,主要是音调”,这不禁让我们大感意外,第一反应就是“教参一定是弄错了”。但随后冷静下来反思我们自己会不会弄错了。老师们围绕究竟是音色还是音调展开了激烈的探讨,感受到了新课程带来的挑战。   首先我们在概念上仔细揣摩音调和音色有什么区别?查阅教师用书,音调是指声音频率的高低,频率高的音调高,频率低的则音调低。而音色较复杂,这是因为一般物体发声时往往会有多个频率的声音同时发出,其中频率最低的声音叫基音,它的频率就决定了物体所发声音的音调;其他频率声音的强度都比基音弱,频率都是基音的整数倍,我们把它们叫做泛音。从波形图中则可以清楚地看出不同音色声音的本质。由课本中的图1.3-5可以看出,音叉、钢琴和长笛的基频(振幅最大的振动的频率)相同,但是在基频的基础上还有一些附加的小的振动,这些小的振动和大的振动一同决定了声音的音色。   单凭这比较抽象的概念还是难以解释清楚。我们不得不再去寻找证据:唐朝开元年间,洛阳有一个姓刘的和尚,他的房间内挂着一幅磬,有一天,刘和尚没有敲磬,磬却自动响起来了。这使他大为惊奇,他的一位好朋友曹绍夔精通音律,闻讯前来探望刘和尚。经过一番观察,他发现每当寺院里的钟响起来时,和尚房里的磬也跟着响了。丁是曹绍夔拿出刀来把磬磨去几处,从此以后就不再自鸣了。曹绍夔说:“这个磬的律跟你们钟楼里那口大钟的律正好相同。因此只要饭堂里的大钟一响,这个磬就跟着响起来。我用锉把磬锉了几下,它们的律就不相同了。所以撞那口大钟的时候,这个磬就不再跟着响了。”曹绍夔所说的“律”,是现在我们所说的乐器的“频率”。把磬锉了几下,就改变了磬的频率。磬的频率和大钟不相同了,就不会再跟大钟发生共鸣了。把大钟锉几下后可理解为大钟有些破损,会改变音调。   所以,瓷碗有破损时,会造成缺一小块或出现一些裂缝,结构会改变,因此,音色会不同。而同时,因为碗原本振动的完整的圆轨也破坏了,振动的部分变长,带动了频率变慢,音调会降低,所以利用音调为主,利用音色为辅。再譬如,两个原来能发生共振的音叉由于锈蚀或磕碰或刻画会造成频率的改变,不再发生共振。   在辨别不同的乐器时,我们主要是根据音色的不同来区分的,但在上面的问题中,破坏的碗由于内部损伤,其内部结构与好的不同,因此敲击时它所发出声音的音色和音调与好的都不相同,但最明显的是音调不同。因此,我们主要是根据碗的音调不同来判断他们好坏的。