我們的生活中存在有各種各樣的聲音，鳥鳴清脆如玉，琴聲婉轉(zhuǎn)悠揚......聲音對我們而言再熟悉不過了。物理課中，我們都學(xué)過聲音是由物體振動產(chǎn)生的聲波，通過介質(zhì)（空氣、固體或液體）傳播來被人或動物聽覺器官所感知。
投擲一塊石頭到水中，水面會形成一圈一圈的水波，不斷向遠(yuǎn)處傳播。聲音在空氣中的傳播與水波這一過程相似，物體的振動帶動周圍空氣振動，形成疏密相間的波動，向遠(yuǎn)處傳播。聲音以波的形式傳播，因此即使人與發(fā)聲物體有一定距離，也是可以聽到聲音的，正所謂“未見其人先聞其聲”。
水波可見，那聲波是不是也擁有一定形狀呢？答案是：是的。
1787年，德國物理學(xué)家恩斯特·克拉德尼發(fā)表的篇文章就展示了一種能讓聲音可視化的巧妙方法。
他準(zhǔn)備了一塊薄金屬板，在上面撒上沙子，然后通過拉動小提琴弓摩擦金屬板的邊緣來演奏。這時他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他在金屬板邊緣拉動琴弓時，沙子會從振動最強烈的地方彈開，并落在完全不振動的地方，而且沙子還會隨著聲音變化匯聚成各種神奇的圖案，因此后人便以他名字將這類圖案命名為克拉尼圖。
金屬板的某些部分沒有發(fā)生振動，這種現(xiàn)象看似很奇怪，但其實正和我們的聲波波形相契合。聲波弦上不動的那些點就是振動的節(jié)點，金屬板上也有類似的節(jié)點，而且它們會連接在一起形成節(jié)點線和節(jié)點曲線，克拉德尼的實驗中呈現(xiàn)出來的正是這些曲線。
那我們在家里能不能做出克拉尼圖，答案是肯定的。
我們需要準(zhǔn)備一塊薄的金屬板、沙子以及揚聲器，將金屬板放在揚聲器上。通過調(diào)節(jié)揚聲器的聲音頻率，金屬板會被激發(fā)出不同的共振模式，每當(dāng)換一個新的頻率，沙子就會重新排列成一種不同的圖樣。
大家都學(xué)會了嗎，趕緊在家嘗試一下吧。
本文由山東省威海市鳳林學(xué)校二級教師劉歡進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。
