【种花家务·物理】1-16-04声音的共鸣，共鸣器『数理化自学丛书6677版』

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第十六章声学 

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的】 

§16-4声音的共鸣，共鸣器

【01】在上一章中我们已经讲过共振现象，那是策动力变化的频率与物体的固有频率相同时所产生的现象。这种现象，在发声振动中也可以看到。发声振动中的共振现象叫做共鸣，我们可以用下面的实验来说明。

【02】图16·12所示的是两只固有频率相同的音叉 A 和 B，支持这两只音叉的两只箱子口彼此相对。用橡皮锤击音叉 A，使它振动，然后用手握住它使它停止振动。我们就可以听到音叉 B 的振动声，这是因为它与音叉 A 发生了共鸣的缘故，正如上一章习题15·7第4题的附图中弹簧 C 和 A 发生共振时一样。

【03】如果在音叉 B 的一股上面粘上一张薄的纸片或一些蜡，以便改变它的固有频率，然后再做上述实验，我们就不再听到音叉 B 的振动声了，这说明音叉 B 已经不再和音叉 A 发生共鸣，正如上一章习题15·7第4题附图中弹簧 B 和 A 不再发生共振时一样。

【04】由此可见，两音叉必须有相同的固有频率才能发生共鸣。

【05】我们时常利用共鸣现象来增加发声体所发出的声音的响度。图16·12中的两只音又都插在空的木箱上，就是利用箱内空气的共鸣来增加音叉所发出的声音的强度。如果把音叉从箱上取下，声音就很低。我们还可以用下面的实验来说明，利用空气柱的共鸣来增加发声体发音的响度这种现象。

【06】实验装置如图16·13所示。在管口上方放一只正在发声的音叉，同时提着水瓶慢慢下降，使玻璃管内的水面也跟着下降，这样就慢慢地增大了玻璃管中空气柱的长度。当空气柱的长度增大到一定值时，我们就听到相当强的嗡嗡声，这是因为空气柱与音叉发生共鸣的缘故，继续提着玻璃瓶下降，玻璃管内的水面也跟着下降，声音就逐渐减弱。

【07】实验证明，跟某一声波共鸣的空气柱的长度，最短应等于该声波波长的1/4。因此，通常把音叉插在一只长度等于这个音叉发生声音的1/4波长的箱子上。这样，如上面所说的，由于箱子里空气柱的共鸣，使音叉的声音增强。这种箱子叫做共鸣器（也叫做共鸣箱）。