2025年高考生活物理：弦樂器上的“空肚皮”

　　弦樂器上的“空肚皮”

　　找一個空木盒或空紙盒，拿一臺袖珍式半導體收音機，把收音機打開，先讓它在地面上唱歌，再讓它“站”在空盒子上唱歌，你會發(fā)現(xiàn)，后者的歌聲常常比前者優(yōu)美動聽，聲音響亮。

　　拿滴嗒作響的小鬧鐘也可以做這個實驗：把小鬧鐘放在空紙盒上，它的滴嗒聲就會加強。

　　這個道理很簡單：小鬧鐘的滴嗒聲引起了盒子里空氣的振動，使聲音加強了。

　　明代的《長物志》一書記載說，當時有的古琴家在琴室的地下埋一口大缸，缸里還掛上了一口銅鐘，在缸上彈琴，那琴聲尤其宏亮悅耳。

　　“缸”琴的秘密也為演戲的人所注意，我國古代劇場的舞臺下常常要埋幾口缸。北京故宮暢音閣下，挖有五口井，舞臺上發(fā)出的“暢音”宏亮而圓潤，有余音繞梁的效果。

　　缸上彈琴就是利用共鳴來加強演奏效果的，那缸就是一種共鳴器，也可以叫做共鳴箱。

　　各種樂器都有共鳴器，我們自己動手做的紙盒六弦琴也不例外。那個空紙盒就是共鳴器，皮筋振動后，引起盒內(nèi)空氣的共鳴，加強了樂器的聲響。

　　用兩個手指撐開一個皮筋，用另一只手去彈它。你會感覺到皮筋在劇烈地振動，但是，它并沒有發(fā)出較強的聲音。同樣是這根皮筋，把它套在紙盒上，就成了“紙盒琴”。

　　拿一把調好弦的胡琴，拉幾下，聽聽有多響。然后把胡琴上的琴碼取下來，換上一支能橫跨琴筒的直木棍。木棍不能壓著琴筒的蒙皮。再拉幾下，聽！那聲音弱多了。如果請一位同學去摸蒙皮，他就會發(fā)現(xiàn)，有琴碼時蒙皮振動得很強，用木棍隔開時，蒙皮振動得很弱。

　　琴弦是琴的發(fā)聲體，它們通過彈撥或摩擦而振動發(fā)聲。但是弦很細，與周圍空氣的接觸面積很小，它再強烈地振動，也擾動不了多少空氣，所以它發(fā)出的聲音不會很強。把弦的振動通過琴碼傳給蒙皮，再引起腔體里空氣的振動，情況就不同了。蒙皮與空氣的接觸面很大，蒙皮一振動能擾動許多空氣，這樣就把聲音“放大”了。琴碼是不可缺少的角色，被人稱為“聲橋”。胡琴下邊的蒙皮和腔體，被人們稱為“共鳴箱”，其實，它的放大作用并不都是依靠共鳴達到的。從物理學角度來分析，只有當共鳴箱體的固有頻率和弦的頻率合拍時，才能發(fā)生共鳴。

　　當然，有些樂器的共鳴箱確實是靠共鳴作用來放大聲音的。清脆悅耳的木琴，每個音條下邊都有個共鳴筒，筒內(nèi)的空氣柱和相應的音條發(fā)生共鳴，敲打起來能達到“大珠小珠落玉盤”的奇妙效果。

　　不光樂器需要共鳴箱，許多音響設備都需要類似的助音箱。

　　我們再把滴嗒響的小鬧鐘放在大小不同的各種盒子、箱子、罐子上，仔細聽那滴嗒聲，你會聽出它們略有不同。

　　樂器的共鳴箱不僅有放大作用，而且兼有改善樂器音色的作用。琴弦振動，琴匣除了隨弦的頻率振動之外，還發(fā)出泛音，并且改變原來弦的基音和各個泛音之間的強度比。例如音箱的固有頻率在低音范圍，演奏到某些音調時，由于共鳴的作用，泛音可以很強，使音色優(yōu)美動聽。從這個角度來看，它真不愧是“共鳴箱”。

　　1980年11月，在美國紐約舉行了第四屆國際提琴制作比賽和展覽會。世界各國的提琴制作家和演奏家聚集在一起，對參加比賽的304件提琴進行評審。我們中國第一次參加這場比賽，但是，我國廣東樂器廠生產(chǎn)的《紅棉》牌小提琴在評比中名列前茅，獲得了音色金牌！

　　中國小提琴得到金牌，使許多國家為之震驚。小提琴是西方樂器，誕生在意大利。著名的意大利古代提琴制作家斯特拉第瓦利制作的小提琴音質優(yōu)美，三百年來西方各國的大師一直在模仿這種意大利古琴，奇怪的是，無論模仿得多么維妙維肖，在音響效果上總是大為遜色。

　　我國制作和研究小提琴是在新中國成立以后才開始的。我國的科研人員在五十年代末就利用電聲技術對小提琴進行測試，1975年以后又應用最新的全息攝影技術對小提琴進行研究，對共鳴箱琴板材料的弧度和厚度的變化規(guī)律有了較深刻的認識。“紅棉”牌小提琴的主制者陳錦農(nóng)同志在嚴格模仿意大利古琴的基礎上，使我國的小提琴工藝細致工整，線條豐滿流暢，音質華麗豪放，音響均勻，遠傳力強，達到了高水平。國外報刊在評論中國小提琴獲金牌時說：“雖然不會有另一個比得上A·斯特拉第瓦利制琴大師了，但是誰知道在象中國這樣的地方會出現(xiàn)什么奇跡呢？”（引自1980年11月30日《星期日環(huán)球報》）

　　1983年7月，我國北京提琴廠制作的小提琴，又在德國提琴協(xié)會舉辦的首屆卡賽爾國際制作比賽中獲得了音質金獎。奇跡不斷發(fā)生著。

　　是的，在中國還會出現(xiàn)奇跡。中國不但要有象“緹室”那樣的古代奇跡，更要有象金獎小提琴這樣的當代奇跡。這些奇跡的創(chuàng)造，必須依靠科學，依靠掌握科學的人，依靠那些不怕艱險勇于創(chuàng)新的人！

相關推薦：

　　高考物理知識點匯總

最新高考資訊、高考政策、考前準備、志愿填報、錄取分數(shù)線等

高考時間線的全部重要節(jié)點

盡在"高考網(wǎng)"微信公眾號