音調(diào)高低誰做主

殷鵬

近年來，中考物理試卷在考查音調(diào)與頻率的關(guān)系時，常常考查探究某種樂器音調(diào)高低與頻率的關(guān)系、探究如何改變樂器發(fā)出聲音的音調(diào)高低等，下面我們共同來探討。

原題呈現(xiàn)

例1 （2022·甘肅·武威）如圖1所示為2022年1月26日航天員葉光富在空間站用葫蘆絲演奏《月光下的鳳尾竹》的情景。葫蘆絲是靠空氣柱______________發(fā)聲的;按不同的孔，可以改變聲音的______________。

解析： 葫蘆絲依靠空氣柱振動產(chǎn)生聲音，葫蘆絲上不同的孔到吹嘴之間的空氣柱長短不同，吹氣時會發(fā)出不同頻率的聲音，空氣柱越長，振動頻率越低，發(fā)出聲音的音調(diào)越低;空氣柱越短，振動頻率越高，發(fā)出聲音的音調(diào)越高。

答案：振動 音調(diào)

點評：音調(diào)的高低與聲源振動的頻率有關(guān)，頻率越高，音調(diào)越高;頻率越低，音調(diào)越低。在辨別音調(diào)高低時，先確定聲源，再分析出聲源振動的快慢即可。

拓展應(yīng)用

樂器主要分為弦樂器、管樂器、打擊樂器，其中弦樂器主要依靠弦振動產(chǎn)生聲音，其音調(diào)變化規(guī)律為在長度、材料均相同時，弦越粗，振動越慢，音調(diào)越低;弦越細(xì)，振動越快，音調(diào)越高。管樂器主要依靠樂器中空氣柱的振動產(chǎn)生聲音，其音調(diào)變化規(guī)律如例1、拓展2所述。打擊樂器主要依靠樂器表面的振動產(chǎn)生聲音，其音調(diào)變化規(guī)律如拓展1所述。

拓展1：敲擊“水瓶琴”時音調(diào)的變化規(guī)律

“水瓶琴”是一種類似打擊樂器的自制樂器，敲擊灌入不同高度的水的水瓶，水瓶和水共同振動產(chǎn)生不同頻率的聲音，由此形成音調(diào)高低不同的聲音。

例2 在班里舉行的小型音樂會上，有同學(xué)在8個相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水制成了“水瓶琴”。如圖2所示，用棒敲打其中兩個發(fā)出的聲音可能具有的相同特征是（）。

A. 音調(diào) 音色

B. 響度 音色

C. 音調(diào) 響度

D. 只可能是音色

解析：本題中自制的“水瓶琴”是由裝入不同高度的水的8個相同玻璃瓶制成的。用棒敲打水瓶時，水瓶和水共同振動產(chǎn)生聲音，玻璃瓶內(nèi)的水越多，其振動頻率越低，音調(diào)越低;玻璃瓶內(nèi)的水越少，其振動頻率越高，音調(diào)越高。若控制敲打“水瓶琴”的力相同，不同水瓶發(fā)出聲音的響度相同。8個玻璃瓶材料相同，敲打時聲音的音色也相同。

答案：B

拓展2：吹“鳥哨”時音調(diào)的變化規(guī)律

很多樂器和“鳥哨”發(fā)聲的原理相似，都是由樂器中空氣柱振動發(fā)聲的，如樂手在吹笛子的時候，手指在笛子的小孔上不停地變換位置，改變的就是笛子里的用以振動發(fā)聲的空氣柱的長短，從而改變發(fā)聲的音調(diào)。

例3 如圖3所示，在筷子上捆一些棉花（或碎布）做一個“活塞”，用水蘸濕棉花后插入兩端開口的塑料管（或竹管）中，就做成了一個“鳥哨”，用嘴吹管的上端可以發(fā)出悅耳的哨音，哨音主要是由______________振動發(fā)出的，要使哨音音調(diào)升高，可以______________（選填“向上推”或“向下拉”）活塞。

解析：本題中“鳥哨”塑料管中長短不同的空氣柱振動產(chǎn)生不同頻率的聲音，進而產(chǎn)生音調(diào)高低不同的聲音。根據(jù)題意，當(dāng)用嘴吹管的上端使空氣柱振動發(fā)聲時，空氣柱越長，空氣柱振動越慢，音調(diào)越低;空氣柱越短，空氣柱振動越快，音調(diào)越高。因此，將“活塞”向上推可以使哨音音調(diào)升高。 答案：空氣柱 向上推

對于例2中的“水瓶琴”，當(dāng)用嘴貼著瓶口向瓶內(nèi)吹氣時，會聽到8個瓶子發(fā)出聲音的音調(diào)有高有低：水瓶中水越多，空氣柱越短，音調(diào)越高;水瓶中水越少，空氣柱越長，音調(diào)越低。因此，吹氣時，音調(diào)由左向右逐漸變低。

（作者單位：江蘇省泰州中學(xué)附屬初級中學(xué)）