核心概念
物理学
声波
振动
听力
引言
你有没有试过用一根长绳子和两个铁罐制作“对讲机”？如果你试过，你就会知道它们的效果出奇地好——在较远的距离上，你通过罐子和绳子听到的声音比通过空气听到的声音更好！
在这个活动中，我们将使用相同的概念来制作一个个人铃铛，一个发出只有你才能听到的声音的铃铛！
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
背景知识
如果你曾经靠近一个低音很响的扬声器（或听到一辆开着收音机的汽车经过），你可能已经体验到大声噪音引起的身体“嗡嗡”的感觉。这不是你的想象；我们听到的声音实际上是通过空气传播的振动——或者通过其他材料传播的振动，正如我们在这个活动中将观察到的那样。
我们听到的大部分声音都是通过空气传播到我们的耳朵的。当你的朋友叫你的名字时，你朋友的声带会在空气中引起振动，这些振动作为声波在空气中传播并到达你的耳朵。然而，声波也可以通过其他材料传播，事实上，许多材料在传播声音方面比空气好得多！你可以通过轻轻地用金属叉子或勺子敲击台面，并聆听声音来亲自体验这一点。接下来，将你的耳朵贴在台面上，再次用叉子或勺子敲击台面。声音应该会大得多，因为台面在传播敲击引起的声波振动方面比空气更好！
一种材料传播声音的能力差异取决于材料的密度，或者构成该材料的分子彼此之间的紧密程度。想象一下一排多米诺骨牌。如果多米诺骨牌相距很远，其中一两个可能会倒下，但其余的会保持站立。如果多米诺骨牌彼此靠近，一个多米诺骨牌倒下会碰到下一个多米诺骨牌，而下一个多米诺骨牌又会碰到下一个，并且多米诺骨牌会以行波的形式倒下。这类似于声波的传播方式；如果分子彼此靠近，它们会更频繁地相互碰撞，并且振动会更有效地通过它们传播。诸如金属桌子甚至绳子之类的固体物体中的分子比空气中的分子排列得紧密得多。
材料
绳子
一个未上漆的金属衣架
剪刀
金属叉子或勺子
一位成人助手
准备
在成人的帮助下，剪下两段绳子，每段约两英尺长。
将每根绳子的一端系在金属衣架底座的不同角落。当你用绳子提起衣架时，钩子部分应该指向地面。
步骤
用一只手抓住衣架的钩子，用另一只手用金属叉子或勺子敲击衣架。注意它发出的声音。声音持续多久？你会把它描述为“尖锐”还是“沉闷”？你还会用哪些其他词来描述声音？
轻轻地将衣架的一个角（你系了一根绳子的地方）放在你耳朵前方的一小块皮肤上，封闭耳道。（你不需要用力按！）
用没有抓住衣架的手（或请一位成人帮助你），再次轻轻地用金属叉子或勺子敲击衣架。注意它发出的声音。当衣架压在你的耳朵上时，与你在第一步中拿着它时相比，声音是否不同？它持续多久？你会用哪些词来描述这种声音？
在成人的帮助下，拿起系在衣架上的一根绳子，在你的食指上缠绕几圈。将另一根绳子缠绕在另一只手的食指上。
当你用两根绳子把衣架从你的身体上拿开时，让你的成人助手用金属勺子或叉子轻轻敲击衣架。注意它发出的声音。与之前的步骤相比，声音是否不同？它持续多久？你会如何描述它？
将你的食指（连着衣架组件）小心地压在你耳朵前方的小块皮肤上，轻轻地封闭耳道，但不要将手指放入耳朵。让衣架组件从你手指的前方自由摆动，钩子指向地面。不要让衣架或绳子接触任何东西（除了绳子系在你手指上的地方）。
让你的成人助手用金属叉子或勺子轻轻敲击衣架。（只敲一次。）注意它发出的声音。当衣架悬在空中时，与你在前两步中用手拿着它时相比，声音是否不同？它持续多久？你会用哪些词来描述声音？
轻轻地摆动衣架，使其轻轻撞击坚硬的东西，例如柜台或桌子的边缘。注意它发出的声音。当衣架压在你的耳朵上时，与你在第一步中拿着它时相比，声音是否不同？它持续多久？你会用哪些词来描述这种声音？你是否注意到撞击后绳子有任何变化？它们在移动吗？是什么类型的运动？
保持你的食指压在耳朵上，用你的其他手指抓住手中的绳子。重复上一步，将衣架摆向坚硬的东西。注意它发出的声音。当你用手拿着绳子时，与它悬在你的手指上时相比，声音是否不同？
额外尝试：在你的食指仍然压在耳朵上的情况下，试着把衣架撞击坚硬的东西，然后在声音正中央抓住绳子。抓住绳子会如何改变你听到的声音？
额外尝试：使用其他金属家用物品重复此活动，例如冷却架、金属沙拉钳或黄油刀。不同的物品如何改变声音？
观察和结果
当衣架自由地悬挂在你的手指上时，你是否注意到敲击它产生的声音具有更多的共鸣（一种深沉、饱满、振动的声音质量）？与你拿着它或把它压在耳朵上并敲击它相比，当它悬挂在绳子上时，它听起来更像铃铛或锣。
为什么你听到了不同的声音？正如我们在背景知识中讨论的那样，声音振动通过某些材料传播比通过其他材料传播更容易。当衣架组件自由地悬挂在你身体前方时，敲击衣架会导致它振动。这些振动沿着绳子向上，进入你的手指，然后通过它们进入你的头部。当你把衣架从你身上拿开并敲击它时，振动通过空气传播到你的耳朵。从这个活动中，你可以看出绳子和你的手指比你周围的空气好得多的声音传播器！
当你用手把衣架贴在耳朵上时，衣架不能振动那么多（因为你把它握在手中）。因此，声音被减弱了，因为产生的振动较少。当你摆动衣架时用手握住绳子也会有类似的效果。绳子不能振动那么多，因此声波不能有效地传递到你的耳朵。
更多探索 来自大众科学的用绳子电话通话，来自科学伙伴的寂静的边疆：关于声波的实验
来自科学伙伴的什么材料能产生最有共鸣的音板？
来自幻象科学的惊人的共鸣实验！
来自科学伙伴的适合所有年龄段的科学活动！
此活动由科学伙伴合作推出
