Mr.P's science Lab
以下是鄭永銘老師的回應，非常感謝鄭老師細心仔細的意見！非常精彩的教學，一點意見請卓參：1.用咖啡湯匙演奏技巧純熟，十分精彩！不過【聲音和發聲物體長度之間的關係】可能不太容易解釋清楚，因為這種振動不是弦的模式 ν＝(F/μ)^0.5＝f×λ，而是T＝2π(m/K)^0.5＝1/f2."聲音三要素的教學簡記"上課的學生與今年5月"用畫的爵士鼓"是同一批學生嗎？那一種教法效果較好？（先畫再敲V.S.先敲再畫）3."聲音三要素的教學簡記" 7:30～您說「玻璃的部分在振動」...因此水越多「越厚重的聲音就越高」...結果水倒入後音調反而變低，與您的解釋相反，這一點應修正4."聲音三要素的教學簡記" 利用audacity來比較各唱名的頻率關係，非常精彩5."共振1"演示完最好能分別敲擊三個音叉，讓學生聽一聽彼此的音調有二根相同而與另一根不同6."共振1" 2:15～如果換成【盪鞦韆（或旁人推鞦韆）時應如何才能越盪越高】，學生會比較明確知道該說些甚麼7."共振1"4:00～最長與中間的擺長最好不要是2：1，否則週期比接近1.5：1，這樣長的每盪2次就會將能量饋入1次給中間的擺（二者擺長不要差那麼多效果比較好）8."共振1"10:13～您說「空氣推它一把..鬆開」... ，實際上是「藉著共鳴箱的響板推它一把..鬆開」...9."共振1"利用念力擺來說明音叉的共振，非常精彩10."共振2" 0:57您說要用駐波來解釋為何共鳴箱能放大音量，但是6:08~ 您說【那樣頻率的聲音就會被放大】，這樣只能說明該(音叉的)頻率與管子的固有頻率吻合因而形成駐波，但還是沒有說明為何共鳴箱能放大音量，而且共鳴箱是各種頻率的音叉都能放大音量（彈吉他時各種音調音量都能放大），似乎與您的駐波解釋不太貼切，另外也沒有說明聲音增強時所增加的能量從何而來？11."共振2"結尾處的表演非常精彩
>後面那個公式，是簡諧運動的公式嘛？對，不過這個K不是虎克定律伸長形變的那個K，而是彎曲形變的力常數。http://www.docin.com/p-47801049.htmlhttp://jwc.sru.jx.cn/youzhike/06/ptwlsy/srsywlsysfzx/ptwlsywy/syjy/%E5%9F%BA%E7%A1%80%E5%AE%9E%E9%AA%8C/%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E4%BA%94%20%20%E6%83%AF%20%20%E6%80%A7%20%20%E7%A7%A4.doc慣性秤是利用剛尺彎曲振盪時（與咖啡湯匙的振動模式同），其振動週期正比於振動體質量的平方根。如果咖啡湯匙的長度變短時，其彎曲形變的力常數K會變大，而且其振動體（匙+柄）總質量m會變小，週期T＝2π(m/K)^0.5 就會變小，因此音調變高。 >所以是音叉先讓共鳴箱產生駐波，再由駐波給音叉能量囉？正確 >我本來以為兩個音叉的共鳴箱略有不同？學校應該有440Hz、512Hz、256Hz等不同頻率的音叉，您可以量量它們的共鳴箱長度是否相同？再聽聽看共鳴的效果是否差不多？ >共鳴箱相同的情況下，可以讓不同頻率的聲音產生駐波？正確 >吉他是利用上面的葫蘆形狀，讓不同頻率的聲音在不同的地方產生駐波正確 >像方形共鳴箱這樣單純的形狀，只能允許特定波長的聲音產生駐波？（就是畫一個閉管，一端是節點另一端是波腹的那種？）不對，音箱的面板屬於二維的共振，模式比較複雜。另外，它們的共鳴主要也是來自面對面的二片木板彼此間的共振，而非單純地只是閉管模式（一端是節點另一端是波腹的那種）http://www.phys.nthu.edu.tw/~gplab/file/96-2/e3/26-1Dwave.pdfhttp://www.youtube.com/watch?v=wMIvAsZvBiw >可以把這段意見放在blog的reply裡面嗎？當然可以 另外，請思考利用共鳴箱來增強聲音時，所增加的聲音能量從何而來？
我是這樣想的：如果沒有共鳴箱，那聲音就單純的發出然後散開如果有共鳴箱的話，會有部分的聲音在共鳴箱內產生駐波，使振幅加大之後，讓整個箱體產生大的振動造成大的聲音。所以應該可以說是聲音在共鳴箱內來回反射，並且產生相長性干涉，造成的結果。能量並沒有增加，只是留在共鳴箱內，並且疊加的結果..另外關於波包的問題，現在已經無法以資優甄試來入學了，要進建中資優班，先得用基測考進去，才能考建中的資優班。我有用繩波讓學生觀察相消干涉，再輔以PhET動畫，和兩個點波源的水波干涉紋路來說明干涉現象。所以對波包的問題，應該很容易可以了解。不過我真的蠻怕這樣搞下去，我原來的課程就上不完了。因為光學那邊還有好多好玩的實驗要做...如果課上完的話，我來把波包的問題，出成加分挑戰題，讓學生用audacity合成音波來研究波包的特性好了。另外，關於聲音共振。孔特管的共振是不是比較屬於一維的形式呢？
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以下是鄭永銘老師的回應，非常感謝鄭老師細心仔細的意見！
非常精彩的教學，一點意見請卓參：
1.用咖啡湯匙演奏技巧純熟，十分精彩！不過【聲音和發聲物體長度之間的關係】可能不太容易解釋清楚，因為這種振動不是弦的模式 ν＝(F/μ)^0.5＝f×λ，而是T＝2π(m/K)^0.5＝1/f
2."聲音三要素的教學簡記"上課的學生與今年5月"用畫的爵士鼓"是同一批學生嗎？那一種教法效果較好？（先畫再敲V.S.先敲再畫）
3."聲音三要素的教學簡記" 7:30～您說「玻璃的部分在振動」...因此水越多「越厚重的聲音就越高」...結果水倒入後音調反而變低，與您的解釋相反，這一點應修正
4."聲音三要素的教學簡記" 利用audacity來比較各唱名的頻率關係，非常精彩
5."共振1"演示完最好能分別敲擊三個音叉，讓學生聽一聽彼此的音調有二根相同而與另一根不同
6."共振1" 2:15～如果換成【盪鞦韆（或旁人推鞦韆）時應如何才能越盪越高】，學生會比較明確知道該說些甚麼
7."共振1"4:00～最長與中間的擺長最好不要是2：1，否則週期比接近1.5：1，這樣長的每盪2次就會將能量饋入1次給中間的擺（二者擺長不要差那麼多效果比較好）
8."共振1"10:13～您說「空氣推它一把..鬆開」... ，實際上是「藉著共鳴箱的響板推它一把..鬆開」...
9."共振1"利用念力擺來說明音叉的共振，非常精彩
10."共振2" 0:57您說要用駐波來解釋為何共鳴箱能放大音量，但是6:08~ 您說【那樣頻率的聲音就會被放大】，這樣只能說明該(音叉的)頻率與管子的固有頻率吻合因而形成駐波，但還是沒有說明為何共鳴箱能放大音量，而且共鳴箱是各種頻率的音叉都能放大音量（彈吉他時各種音調音量都能放大），似乎與您的駐波解釋不太貼切，另外也沒有說明聲音增強時所增加的能量從何而來？
11."共振2"結尾處的表演非常精彩
>後面那個公式，是簡諧運動的公式嘛？
對，不過這個K不是虎克定律伸長形變的那個K，而是彎曲形變的力常數。
http://www.docin.com/p-47801049.html
http://jwc.sru.jx.cn/youzhike/06/ptwlsy/srsywlsysfzx/ptwlsywy/syjy/%E5%9F%BA%E7%A1%80%E5%AE%9E%E9%AA%8C/%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E4%BA%94%20%20%E6%83%AF%20%20%E6%80%A7%20%20%E7%A7%A4.doc
慣性秤是利用剛尺彎曲振盪時（與咖啡湯匙的振動模式同），其振動週期正比於振動體質量的平方根。
如果咖啡湯匙的長度變短時，其彎曲形變的力常數K會變大，而且其振動體（匙+柄）總質量m會變小，週期T＝2π(m/K)^0.5 就會變小，因此音調變高。
>所以是音叉先讓共鳴箱產生駐波，再由駐波給音叉能量囉？
正確
>我本來以為兩個音叉的共鳴箱略有不同？
學校應該有440Hz、512Hz、256Hz等不同頻率的音叉，您可以量量它們的共鳴箱長度是否相同？再聽聽看共鳴的效果是否差不多？
>共鳴箱相同的情況下，可以讓不同頻率的聲音產生駐波？
正確
>吉他是利用上面的葫蘆形狀，讓不同頻率的聲音在不同的地方產生駐波
正確
>像方形共鳴箱這樣單純的形狀，只能允許特定波長的聲音產生駐波？（就是畫一個閉管，一端是節點另一端是波腹的那種？）
不對，音箱的面板屬於二維的共振，模式比較複雜。另外，它們的共鳴主要也是來自面對面的二片木板彼此間的共振，而非單純地只是閉管模式（一端是節點另一端是波腹的那種）
http://www.phys.nthu.edu.tw/~gplab/file/96-2/e3/26-1Dwave.pdf
http://www.youtube.com/watch?v=wMIvAsZvBiw
>可以把這段意見放在blog的reply裡面嗎？
當然可以
另外，請思考利用共鳴箱來增強聲音時，所增加的聲音能量從何而來？
我是這樣想的：
如果沒有共鳴箱，那聲音就單純的發出然後散開
如果有共鳴箱的話，會有部分的聲音在共鳴箱內產生駐波，使振幅加大之後，讓整個箱體產生大的振動造成大的聲音。
所以應該可以說是聲音在共鳴箱內來回反射，並且產生相長性干涉，造成的結果。能量並沒有增加，只是留在共鳴箱內，並且疊加的結果..
另外關於波包的問題，現在已經無法以資優甄試來入學了，要進建中資優班，先得用基測考進去，才能考建中的資優班。
我有用繩波讓學生觀察相消干涉，再輔以PhET動畫，和兩個點波源的水波干涉紋路來說明干涉現象。所以對波包的問題，應該很容易可以了解。
不過我真的蠻怕這樣搞下去，我原來的課程就上不完了。因為光學那邊還有好多好玩的實驗要做...
如果課上完的話，我來把波包的問題，出成加分挑戰題，讓學生用audacity合成音波來研究波包的特性好了。
另外，關於聲音共振。孔特管的共振是不是比較屬於一維的形式呢？
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