閃電會“唱歌”，公路能“奏樂”？真的！北交大教授揭秘背后的秘密
什么？
閃電會“唱”《新年好》
公路能“奏”《歡樂頌》
不相信嗎？
那么請點擊下面兩個視頻
聽聽看
本期“巾幗科普公開課”特邀
北京交通大學(xué)物理國家級實驗教學(xué)示范中心副教授
陳征
為青少年帶來
《五音六律里的科學(xué)》主題講座
陳征用
通俗幽默的語言
上了一場生動有趣的
音樂物理課
聽五音六律，學(xué)物理知識
課程一開始，陳征科普了什么是“五音六律”：
所謂“五音”，指的是中國古樂基本音階，即宮、商、角（jué）、徵（zhǐ）、羽，相當(dāng)于Do、Re、Mi、Sol、La；
所謂“六律”，指的是中國古代十二音律中的六個陽律，即黃鐘、太簇、姑冼、蕤（ruí）賓、夷則、無射（yì）
五音六律，現(xiàn)在一般泛指音樂。
那么，音樂的背后，隱藏著哪些科學(xué)知識呢？
陳征拿出一個特斯拉線圈，將其連上手機后，它便一邊放著高壓閃電，一邊“唱”起了《新年好》；隨后，他又播放了一段視頻，一輛行駛的汽車，輪胎竟然發(fā)出《歡樂頌》的旋律。
為什么會這樣呢？成功調(diào)動起學(xué)生的好奇心后，陳征沒有馬上揭秘答案，他開始從聲音的基本常識講起——
聽覺的物理部分：
由聲源的振動產(chǎn)生，在空氣、水、鋼鐵等彈性介質(zhì)中傳播的機械波。
聽覺的生理部分：
并不是所有傳入耳朵的振動都能引起聽覺。
一般認(rèn)為人類能聽到的振動頻率在20-20000赫茲之間；低于20赫茲的稱為“次聲”，
高于20000赫茲的稱為“超聲”。
不過，大多數(shù)人的聽覺范圍，是達不到20-20000赫茲這個范圍的。
陳征拿出手機，通過音頻信號發(fā)聲器軟件，給現(xiàn)場學(xué)生“測聽力”，最高只能聽到大約17000赫茲的頻率。
鍋、碗、杯、盤、水管子……
萬物皆可成樂器
無論是音律的制定，還是樂器的制作，科學(xué)始終貫穿其中。
早在春秋時期，《管子》中就記載了利用“三分損益法”來定“五音”，分“六律”。陳征用一根塑料水管，詳細(xì)演示了“三分損益法”——
先確定一段管子為基本音“宮”；
然后，將宮管截掉三分之一，就叫做“三分損一”，這時管子發(fā)出的聲音，就是“徵”；
接著，將徵管分成三份，再加上一份，這就是“三分益一”，這時管子產(chǎn)生的聲音，就是“商”；
再將商管“三分損一”，也就是截掉三分之一，發(fā)出的聲音就是“羽”；
羽管再“三分益一”，發(fā)出的聲音就是“角”。
如果將這根水管不斷進行“三分損益”，便能得到不同頻率的聲音。
了解了音樂背后的數(shù)學(xué)、物理知識，鍋、碗、杯、盤、水管子……萬物皆可成樂器。陳征拿出一個利用“三分損益法”自制的排簫，在現(xiàn)場為同學(xué)們輕輕吹奏了一曲《滄海一聲笑》。
閃電“唱歌”、公路“奏樂”
大揭秘
課程的最后，陳征揭示了閃電“唱歌”、公路“奏樂”的秘密——
讓閃電“唱歌”：
在固態(tài)特斯拉線圈的基礎(chǔ)上，加了一個滅弧器，讓特斯拉線圈不再連續(xù)通電，而是以一定的頻率間歇通電，每一次通電形成閃電時，都會發(fā)出“啪”的一聲響，通過調(diào)節(jié)通電的頻率，就可以控制“啪啪啪”的頻率，以“啪”出音階來。
用公路“奏樂”：
在公路上設(shè)置不同間距的槽，讓車輛在以一定速度通過的時候，和路面產(chǎn)生一定頻率的碰撞摩擦，從而發(fā)出所需要音調(diào)的聲音。
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