全國中小學科展

聲之形―探討膜管與聲音間的關係

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第62屆--民國111年
科別
物理與天文學科
得獎情形
第二名
學校名稱
國立彰化女子高級中學
指導老師
張國志
作者
許翌倫;薛聿恩;陳諭儀
關鍵字
耦合作用,工程聲學,頻譜分析

摘要或動機

本實驗以彈力膜、塑膠杯、鋼球為主體,將彈力膜繃緊於塑膠杯口作為發聲裝置,並以鋼球撞擊膜,使膜帶動腔體空氣一同振動,利用音訊分析軟體進行錄音、分析,藉以探討此裝置發聲的成因與相關參數對聲音的影響。 本研究中利用並聯彈簧機械模型解釋單膜與腔體間的交互關係,並透過實驗證明裝置的發聲取決於振動體間交互作用的強弱,且膜張力與聲音頻率呈正相關、杯子容積與聲音頻率呈負相關。 此外我們延伸探討兩端開管皆套膜的實驗,研究結果顯示此實驗上膜與純膜頻率相近,符合兩質量三彈簧振動模型,且一邊膜頻率>純膜(上膜)頻率,綜合各個實驗變因可知彈簧振動模型之有效性。


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