关键概念
物理学
声音
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振动
材料科学
介绍
你有没有想过英语中竟然有如此多的词汇来描述声音？噪音可以是砰的一声、叮当声、砰砰声、砰的一声、撞击声、泼水声、咔嗒声、嗡嗡声、叮当声等等！你可能可以为每一个词想到一个例子——但是如果你听到了声音，你能说出是什么产生的吗？
背景知识
开始哼唱，然后触摸你的喉咙前方。你能感觉到它在振动吗？你喉咙中的振动也发生在空气中，你的耳朵接收到它，并与你的大脑一起将其转化为你听到的嗡嗡声。这个过程发生在您听到的任何声音中：它始于振动，振动通过一种或多种介质（空气、水、墙壁等）传播到您的耳朵。您的耳朵记录振动并将其作为神经冲动传递到您的大脑，大脑将其转换为您听到的声音。
我们听到各种各样的声音。这是因为振动种类繁多，它们都会影响音调，音调包括音质、音高和音量。快速或慢速的振动分别被感知为高音调或低音调的声音。每个音符都有特定的音高，但相同音高的音调听起来可能非常不同。例如，钢琴上的中央C与吉他、小提琴或长笛上的中央C听起来不一样，因为这些物体都以复杂的方式振动。在主振动之上还有许多更快的振动——称为泛音——每个泛音都有自己的音量。
当硬质材料撞击到硬地板上时，突然的撞击会使其振动并产生具有特定音调的声音。如果再次掉落相同的物体，撞击声听起来相似，因为物体以类似的方式振动。这可能会让你想知道，仅仅通过听物体掉落时发出的声音，你是否可以分辨出掉落的是什么物体、它是由什么制成的、它有多重或者它的形状。尝试这个活动来找出你是否可以！
材料
至少两个物体，每个物体由不同的材料制成，您可以掉落它们而不用担心损坏它们或损坏表面或地板。从以下材料中选择：硬塑料（例如，勺子、杯子、食品储藏容器）；金属（银器、餐盘、烧烤工具）；和木材（餐勺、积木、砧板）
用于装物品的袋子
硬地板（瓷砖或木地板）或另一个硬表面，例如台面或桌子（确保您已获得在这些表面上掉落物品的许可——有些物体可能会造成划痕。）
地毯地面（厚地毯效果最佳。）
伙伴
准备
向你的伙伴展示你将在实验中使用的物体。将这些物体收集在一个袋子里，然后走到有硬地板或表面的区域。
让你的伙伴背对着你，这样他就看不到你在做什么。
向你的伙伴解释，你将从你的袋子里拿出一个物体并将其掉落在地板上。他或她需要听撞击声，并从声音中识别出掉落的物体是什么。你认为你的伙伴会知道你掉落了什么吗？你为什么这么认为？
步骤
从袋子里拿起一个金属物体并将其掉落，使其撞击到地板上时发出声音。重复几次，以便你的伙伴可以清楚地听到声音。问你的伙伴你刚才掉落了什么。他或她能分辨出来吗？如果不能，你的伙伴是否选择了由相同材料制成的物体，还是形状或重量相似的物体？
向你的伙伴展示你掉落了什么。
将物体放回袋子中，从袋子中拿起一个塑料物体，然后重复该步骤。
将塑料物体放回袋子中，从中拿起一个木制物体，然后重复该步骤。
将木制物体放回袋子中，从中随机拿起另一个物体，重复该步骤。重复几次。你是否看到你的伙伴可以识别的物体有什么规律？是否容易知道你掉落了什么？他或她是否经常选择由相同材料、相同形状或相同重量制成的物体？你认为这是什么原因？
交换角色。现在你的伙伴将掉落物体，你来猜它是什么。你认为你更容易识别物体吗，因为你刚刚听到了这些物体撞击到地面时发出的声音？
执行测试。
你是否看到你可以识别的物体有什么规律？是否容易分辨出掉落了什么？你是否经常选择由相同材料、相同形状或相同重量制成的物体？你认为你为什么能或不能做到这一点？
你的规律和你的伙伴的相似吗？
你认为如果将物体掉落在铺有地毯的地板上，这些测试的结果会有所不同吗？你为什么这么认为？
移动到铺有地毯的区域并尝试相同的测试。你或你的伙伴能仅通过听到撞击声来区分掉落了什么吗？如果不能，你能区分掉落物体的材料、形状或重量吗？这是为什么？
额外问题： 当柔软的物体（例如围巾）落在地上时会发出什么声音？这是为什么？
额外问题：研究一下你是否可以区分由相同材料制成的重物体和轻物体撞击到硬地板上——或者区分由相同材料制成的空心物体和实心物体。
额外问题： 你能找到词语来描述你在本次活动中产生的不同声音吗？
观察和结果
你和你的伙伴可能可以识别出掉落的物体是由什么制成的（木材、金属或塑料），但可能更难猜出物体到底是什么。
当硬物体撞击到硬表面时，突然撞击产生的振动就像秋千上的人一样：在最初的推动之后，它们会来回摆动，每次摆动的高度都会稍微降低，直到最终停止。同样，掉落的物体在撞击时受到推动并开始振动，但运动太小以至于你看不见。它们变得越来越小，直到最终停止。这些振动在空气中产生有节奏的扰动。你的耳朵接收到这些扰动，这就是你听到撞击声的方式。
因为材料以多种方式振动，并且我们的耳朵被设计为可以记录微小的差异，所以我们听到各种各样的声音。金属物体撞击到硬地板上会以特定的方式振动，从而产生特定的声音。其他金属物体会以类似但并不完全相同的方式振动，从而产生类似的声音。你学会了区分金属、塑料和木制物体撞击到硬地板上时发出的声音，这就是为什么你可能可以分辨出掉落的物体是由什么制成的。
与较轻的物体相比，较重的物体振动方式不同。（对于空心物体与实心物体或短物体与长物体也是如此。）这些类型的撞击产生的声音是不同的，但通常更难区分。如果两个由相同材料制成的不同物体在尺寸或形状上接近，你可能很难区分它们发出的声音。当我们将软材料掉落在硬地板上，或者将硬材料掉落在柔软的地毯地面上时，产生的振动不会那么大。这就是为什么这些撞击声不太嘈杂。
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