关键概念
声音
波
听力
来自《国家科学教育标准》：能量转移
介绍
你有没有试过和离你很远的人谈话，以至于你听不清对方说什么？如果不喊叫，很难进行远距离对话。所以现在能够使用电话与人交谈真是太好了——无论对方是在 100 码外还是 100 英里外。
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早在出现手机甚至无绳电话之前，所有电话都连接到电线，这些电线有助于传输人的声音（通过电信号）。您可以使用相同的概念，仅用杯子和一些绳子来制作自己的电话。您打算通过绳子分享什么信息？
背景
当我们说话时，我们的声带使空气中的分子振动。（您可以在说话时将手放在喉咙上来感受振动。）这些振动的空气分子使周围的其他空气分子振动，依此类推，这就是声音在空气中传播的方式。（不同音调的声音以波的形式传播，波之间具有不同的间距——或“频率”。）其他声源，如吉他、小提琴或钢琴弦，是振动如何产生声音的良好例子。
我们的耳朵内部有微小的敏感毛发。它们拾取振动并将信息传递到我们的大脑，大脑将其解释为声音。大脑根据波的频率或间距将声音解释为具有不同的音高或音调。
但是空气中的粒子比液体或固体中的粒子彼此分散得更开。因此，声音振动在传播很远之前往往会逐渐消失。拥有柔软的连接材料，例如棉绳——它比空气具有更高的密度，或给定空间内分子的数量——可以帮助声波传播更远的距离。
材料
• 两个大纸杯（一次性塑料杯也可以）
• 两个回形针或牙签
• 大约 10 到 30 英尺长的棉绳或鱼线
• 安静的区域
准备
• 在每个杯子底部的中心打一个小孔（对于塑料杯，您可能需要钉子或其他尖锐工具，因此在完成此步骤时请小心）。
• 将绳子的一端穿过每个杯子的底部。
• 在每个杯子的底部放置一个回形针或牙签，并将绳子的松散端系在上面（夹子或牙签只是为了防止绳子从杯子底部滑落）。
步骤
• 将一个杯子给你的对话伙伴，自己拿一个。
• 慢慢走开，直到连接杯子的绳子笔直且绷紧。
• 将你的杯子放在耳朵上，让你的伙伴对着他或她的杯子说话（如果你站得很近，请保持对话相对安静，但一定要比耳语声更大）。
• 你能听到你的伙伴说话吗？
• 现在你试着对着你的杯子说话，让你的伙伴听听他或她的杯子。他或她能听到你吗？
• 试着让绳子松弛。杯绳电话仍然有效吗？
• 现在，保持你的声音在同一水平，并保持相同的距离，尝试在不使用杯子的情况下互相交谈。你能听得清楚吗？
• 额外：如果你有足够的空间，看看杯绳电话可以工作多远。
• 额外：如果你有第三个人在附近，请他们用手抓住绳子的中心。声音还会传播吗？为什么会或为什么不会？
• 额外：如果您手头有其他材料（如纱线、鱼线、尼龙绳等），请尝试一下。不同的材料如何改变声音的质量或声音传播的距离？
继续阅读以了解观察结果、结果和更多资源。
观察和结果
与您在空气中以相同的音量互相交谈相比，使用杯子和绷紧的绳子，您能更好地听到您的伙伴的声音吗？
在此活动中，您的声音振动了杯子内部的空气，进而使杯子的底部振动。这些振动传递到绳子，然后传递到您伙伴的杯子的底部，这使得他或她的杯子内部的空气振动并成为可检测到的声音。当绳子松弛时，振动更容易消散，并在途中丢失。（固定电话的工作原理相同，但它们将声波转换为电信号，电信号可以通过电线传播得更远——而且固定电话不必保持绷紧。）
声音，例如人类的语音，以非常小的波浪传播——速度非常快（大约每秒 1,126 英尺），这就是为什么您看不到它或在它穿过杯子和绳子时检测到延迟。
您有没有注意到水下的声音听起来有何不同？因为水分子的排列比空气中的分子更紧密，所以声波在水下更容易传播——更快更远。鲸鱼和其他使用声音在水下交流的海洋动物利用了这一事实。科学家认为，鲸鱼可以从数百英里（甚至数千英里）之外听到彼此的声音——甚至不需要细绳电话！
分享您的细绳电话观察和结果！请在下方留言或在《大众科学》的 Facebook 页面上分享您的照片和反馈。
清理
从回形针或牙签上解开或剪断绳子。回收或再利用您可以使用的材料。
更多探索 “耳细胞主动放大声音”，来自《大众科学》 “（不要）加大音量：声波使鲸鱼的歌声沉默”，来自《大众科学》 “声音”活动，来自 NASA Sci Files “频率、波长和音调”概述，来自 Connexions
《周围的声音》，作者：Wendy Pfeffer，4-8 岁
《Janice VanCleave 给每个孩子的物理学：101 个关于运动、热、光、机器和声音的简单实验》，作者：Janice VanCleave，9-12 岁
接下来…
酵母活了！观察酵母的生命和呼吸
你需要的材料
• 新鲜的烘焙酵母包（检查保质期）
• 一汤匙糖
• 开口小的透明塑料瓶（如水瓶）
• 漏斗
• 小气球
• 温水