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排笛 DIY 及其聲學原理

科展類別

全國中小學科展

屆次

第46屆--民國95年

科別

理化科

得獎情形

佳作

學校名稱

宜蘭縣立東光國民中學

指導老師

范忠榮、白劍鴻

作者

許乃中、陳德容、沈佳妏、陳艾君

關鍵字

排笛、管口修正量

摘要或動機

在管的開口端吹氣,不論他端為開啟或為閉塞,管內的空氣即會振動而發出聲音,這現象的解釋如下:如右圖為一端封閉的管,有一縱波由管的開口端進入管內。此縱波若為最簡單的正弦波。當波到達閉端時,即被反射,故管內會有兩方相反方向的進行波重疊。此兩進行波的振幅、頻率及波長均相等,此兩反向而行的波合成一駐波。

說明圖片

因閉端附近的空氣不能往閉端外移動,故其位移為零,即為縱波駐波的波節。而開口端附近的空氣,振動位移最大,故為波腹。由上圖得見,如管的一端封閉,管長為L,在管中形成駐波的條件為,
L=λ/4、3λ/4、5λ/4 、、、或L=n λ/4(n=1、3、5、、、、)故閉管所產生的頻率f=V/λ=nV/4L(n=1、3、5、、、n=1 的頻率稱為基頻,n>1
的頻率稱為泛音),式中的V 乃聲波在空氣中的傳播速度(V=331+0.6t),測量L 及t,可得f。

排笛 DIY 及其聲學原理

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