揭秘消失的聲音——聲波駐波對聲音大小影響的檢測

　　駐波的產(chǎn)生是由于兩列傳播方向相反的波的疊加而產(chǎn)生的。這意味著聲波在反射過程中返回自身的波浪會(huì)“干擾”自身。這種干擾既具有建設(shè)性，又具有破壞性。這會(huì)嚴(yán)重影響到聲波的波峰和波谷，會(huì)造成聲音變小甚至消失，也可能聲音強(qiáng)度對增大一倍。本期實(shí)驗(yàn)將使用DrDAQ上的傳感器來測量通過發(fā)射聲波和反射聲波的疊加產(chǎn)生的聲音的強(qiáng)度，從而給出駐波的清晰圖像。

　　所需設(shè)備：安裝了PicoLog數(shù)據(jù)記錄軟件的PC、一個(gè)DrDAQ數(shù)據(jù)記錄儀、頻率約為1kHz的聲源、1米板（厚度18swg，沿其長度安裝出鞘導(dǎo)線）、24swg連接線、用來反射聲波的大木板、2節(jié)1.5伏電池和一個(gè)開關(guān)。

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)置：連接2個(gè)電池并連接到安裝在電路板上的導(dǎo)線的相對端，以創(chuàng)建電路圖。

　　將DrDAQ連接到PC并加載PicoLog軟件。將金屬絲勾出安裝到DrDAQ的底部（如圖所示），并將另一端連接到設(shè)備的“接地”。

　　需要注意的是，并行端口要放到到另一端去運(yùn)行，這樣當(dāng)您將DrDAQ向下移動(dòng)時(shí)，您的手就不會(huì)妨礙傳感器。將1m的“飛行”引線連接到DrDAQ的電壓輸入端，另一端連接到電路板粗線的起點(diǎn)。接著將DrDAQ放在電路板上，使電路板上的電線和DrDAQ下側(cè)的電線垂直并接觸。這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)潛在的分隔器。

　　DrDAQ讀取的電壓將與單元距開始點(diǎn)的距離成正比。這樣可以測量傳感器與聲源的距離。然后將DrDAQ放在兩端，并注意與聲源相距0m和1m時(shí)的電壓。（由于電阻較小，此電路會(huì)對電池造成高電流泄漏，因此開關(guān)只能在測量電壓時(shí)閉合）。

　　最后將聲源放在軌道的起點(diǎn)處，并將反射器放在軌道的末端。此時(shí)將PicoLog軟件設(shè)置為記錄電壓和聲音強(qiáng)度，并確保“樣品讀數(shù)”設(shè)置為單一。以100ms的間隔記錄200個(gè)樣本，我們能得出20秒鐘的軌跡的全長。

　　進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將DrDAQ放在軌道的起始處并關(guān)閉開關(guān)。開始PicoLog的記錄，并緩慢地沿著軌道移動(dòng)DrDAQ（移動(dòng)時(shí)請使用并行電纜，確保手離開傳感器）。移動(dòng)的速度應(yīng)為15-20s/m（即整個(gè)移動(dòng)過程時(shí)間是15s——20s）。如果您在20秒之前走完了賽道，此時(shí)仍需將DrDAQ保持在線的末端，直到PicoLog完成日志記錄。

　　問題和結(jié)果的討論

　　1.如果聲源的頻率增加或減少，圖形會(huì)如何變化？

　　2.你可以確定聲源的波長嗎？

　　3.為什么波音的強(qiáng)度降低？

　　4.最靠近反射器的節(jié)點(diǎn)更“安靜”為什么？

　　5.如果沒有反射器，圖形會(huì)是什么樣的？

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