1分钟物理(第二辑)
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07 共鸣腔为什么能提高声音的响亮程度?

共鸣是日常生活中常见的现象,很多歌手在唱歌的时候会利用共鸣来控制与加强自己的声音。鸟类通过控制鸣管引起不同的共鸣唱出婉转的歌声,很多乐器也会通过共鸣发声,但是为什么共鸣腔会加强声音呢?这个能量又是从哪里来的呢?

共鸣腔是通过声波在共鸣腔内部来回反射形成驻波来加强声波的,改变共鸣腔的形状可以改变腔体内发出的声音,如鸟类通过控制鸣管的变化来发出音调多变的鸣叫。

说得更准确一点,共鸣提高的是声音在特定频率上的强度,并且这个频率跟共鸣腔的形状和材质密切相关。共鸣之所以能提高某一频率的声音强度,是因为这个频率与材料的固有频率一致,外界声音的能量可以在这个材料的固有频率上不断叠加起来。这就好像你在推秋千,秋千振荡的频率与坐秋千的人的体重和秋千的线长有关。但如果你推秋千的频率刚刚好与秋千自己振荡的频率一致的话,那即使你每次推的力气不大,秋千也会把你每次推的能量叠加起来,越荡越高。

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