全國中小學科展

聲之形­-探討膜管與聲音的關係

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2023年

科別

物理與天文學

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、彈簧模型、頻譜分析

摘要或動機

藉由鋼球撞擊繃緊於塑膠杯口之彈力膜作為發聲裝置,並利用音訊分析軟體進行錄音、分析,探討發聲的成因與相關參數對聲音的影響。實驗結果顯示聲音隨時間而演化,我們利用並聯彈簧機械模型解釋單膜與腔體間的交互關係,聲音取決於振動體間交互作用的強弱,頻率與膜張力成正相關、和杯子容積成負相關。此外,我們延伸探討兩端開管皆套膜的影響,研究結果顯示此實驗上膜與純膜頻率相近,符合兩質量三彈簧的振動模型,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。

TISF2023-160038.pdf

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