探究波形圖

黃曉榮

八年級《物理》（人教版）上冊課本第２２頁的演示實驗中，要求同學們將話筒接在示波器的輸入端，用不同樂器對著話筒發(fā)出相同的音調(diào)，例如都發(fā)Ｃ調(diào)的１（ｄｏ），比較各波形有何異同.

同學們知道，音調(diào)的高低由頻率的大小決定，頻率越大音調(diào)越高.其次聲音還有強弱之分，即響度的大小之分，發(fā)生體振動的振幅越大產(chǎn)生聲音的響度越大.

在ＣＣＴＶ青年歌手大賽中，有一道辨聽題：“先聽音樂，然后判斷音樂是哪一種樂器演奏的.”同一首音樂，即使音調(diào)、響度相同，不管用哪種樂器，歌手還是能分辨出來，靠的就是聲音的另一個重要因素——音色.

敲瓦聲和敲鐵聲不同，說明音色與發(fā)聲體的材料有關(guān)，在買瓷制品時完好的與有裂紋的敲擊聲不同，說明音色與發(fā)聲體的結(jié)構(gòu)有關(guān).我們把聲音的信號輸入到示波器上，觀察比較聲音的波形特征，來驗證我們的猜想吧！

１．用大小相同的力敲擊兩個大小不同的音叉，將聲音信號（音叉材料相同）輸入示波器中，波形如圖１所示.通過觀察可以得出：音叉發(fā)聲的音調(diào)不同時，波形的疏密不同，音調(diào)高的波形密，音調(diào)低的波形疏；同是音叉發(fā)聲，它們的波形圖結(jié)構(gòu)相同.

２．用大小不同的力敲擊同一音叉，將聲音信號輸入示波器中，波形如圖２所示.通過觀察可以得出：音叉發(fā)聲的響度不同時，波形的幅度不同，響度大的，波形幅度大.同是音叉發(fā)聲，它們的波形圖結(jié)構(gòu)也相同.

３．彈奏鋼琴和吹長笛，用相同的音量使它們都發(fā)Ｃ調(diào)的“１”音的聲音信號，輸入示波器中，波形如圖３所示.通過觀察可以得出：不同樂器，用相同的音量都發(fā)Ｃ調(diào)的“１”音時，由于聲音的響度和音調(diào)都基本相同，觀察到各組波形的幅度和疏密就基本相同；但發(fā)聲體不同，聲音的音色不同，即波形上附加的小振動不同.

為什么發(fā)生體不同，音色不同呢？這是由于物體的材料、結(jié)構(gòu)不同，就使得振動不同，波形上附加的小振動就不同.

總之，觀察比較聲音的波形特征可得出：聲音的音調(diào)高低，可以比較波形的疏密；聲音的響度大小，可以比較波形的幅度；聲音的音色特征，可以看波形的附加小振動.

同學們，通過探究，你們對聲波所反映的聲音特性——音調(diào)、響度、音色有所了解嗎？

責任編輯 程哲