将杯子罩在自己的耳边,为什么会听到嗡嗡的声音,好像在水底一样?

Question

将杯子罩在自己的耳边,为什么会听到嗡嗡的声音,好像在水底一样?

Answer 1

把空热水瓶、空瓶子或空水杯等的口挨近耳朵,就会听到嗡嗡声.这是什么缘故呢?这些空容器里并没有什么发声的声源呀!原来,这是声学上的一种“共鸣”现象.
我们知道,正像水波是水的波动一样,声波是空气的波动；更明确地说,它是空气一疏一密的变化,以一定的速度从声源向四面八方传播出去.每秒钟疏密变化的次数叫做“频率”,相邻的两个密部或疏部之间的距离叫做“波长”.声音的频率越高,或者说波长越短,听起来音调就越高.
一般说来,声音是由物体的振动引起的,比如打鼓的时候,鼓皮一上一下地振动,于是在空气中引起声音.不同的物体,在振动的时候,产生不同频率的声音.比如大鼓和小鼓的声音,频率就不一样.
有趣的是：几乎随便什么容器里的空气（叫做空气柱）,也会同发声物体共鸣.拿一个发声物体挨近容器口,如果频率或波长适当的话,那么空气柱就会引起共鸣,而使声音大大加强.根据声学家的研究,只要波长等于空气柱长度的四倍,或三分之四、五分之四……的声音,传入容器后就能引起共鸣.普通热水瓶内部高度大约是30厘米；可以算出,如果有波长为120厘米或40厘米,24厘米……的声音传入热水瓶,都会引起共鸣.
我们周围是一个声音的世界,无时无刻不存在各种波长的声音；人和动物声音,风和流水的声音,机器和车子的声音.就是在宁静的夜晚,也有从远方传来的各种声音,只是它们比较微弱,我们不容易听见罢了.在这许多声音里,总有可以引起各种容器共鸣的声音.微弱的声音经过共鸣以后就被加强了.一般总是同时有多种波长的声音在那里面发生共鸣.这就是我们挨近热水瓶等容器口上所听到的嗡嗡声.由于空气柱短,引起共鸣的声音的波长也短,因此一个空瓶子发出的嗡嗡声比装上水的瓶子发出的响亮.
如果容器有所破损,使原有的空气柱的完整性遭到某种破坏,那么,共鸣的声音也会有所变化.因此,人们往往通过聆听嗡嗡声来检查热水瓶是否有所破损.