科學遊戲 波動現形記

THE MERIT TIMES
文/許良榮
字級
收藏文章
577觀看次
科學遊戲 波動現形記
科學遊戲 波動現形記
科學遊戲 波動現形記
科學遊戲 波動現形記
科學遊戲 波動現形記
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。

- 支持福報,做別人生命中的貴人 -

前往支持
加人間福報LINE好友

相關文章

Related articles

熱門文章

Most read
追蹤我們 訂閱《人間福報》