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小編的世界 優質文選 科學

魔力科學小實驗,我們每天都在喝水,可這事卻一直被忽略


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2021年6月13日 -
:     
 

魔力科學

優質科學領域創作者

每天1個科學小知識,培養孩子的科學素養。


文 | 魔力科學小實驗,本文為原創,歡迎關注及轉載分享。

我們每天都要喝水,以維持身體正常所需。不管你攝入的是涼水還是熱水,喝水這個事就跟吃飯和呼吸一樣,再正常不過。如果跟你說,在不借助觸感的前提下,光用耳朵聽,你能分辨出水的冷和熱嗎?大家也許會愕然!其實,這是一個很嚴謹的科學話題,很多科學家都為此實驗和著作,只不過由於習以為常,我們在倒水的時候往往忽略了水溫與聲音的關系。今天我們就用實驗來探究其中的奧秘,知其然還知其所以然,讓喝水這個事也變得高級起來~

實驗所需材料

熱水、冷水、玻璃杯、玻璃瓶

實驗操作步驟

1.分別往玻璃杯裏倒入冷水和熱水。(冷水約為28攝氏度,熱水約為87攝氏度)

2.分別往玻璃瓶內倒入冷水和熱水。

3.分別往玻璃缸內倒入冷水和熱水。

現象及原理分析

通過上面的實驗我們發現:冷水倒入杯子、瓶子、玻璃缸中,聲音都比較清脆。而再用接近90攝氏度的熱水分別倒入上述容器中,聲音則比較沉悶。下面兩則視頻可以精准回顧,點擊播放按鈕即可:(建議音量開至50%)

1.冷水倒入玻璃杯

00:07

2.熱水倒入玻璃杯

00:07

聲音源於物體振動,並通過介質(固體、液體、氣體)傳播,是一種能被人或動物聽覺器官感知的聲波。水流與容器碰撞引發空氣振動,水的內部產生大量氣泡,翻動液體震動發出聲音。冷水振動頻率慢、音調低;熱水振動頻率稍快、音調高。所以,振動頻率以及音調的高低影響了倒冷水與倒熱水發出的不同聲音。

再嘮5毛錢的科普

前文講到聲音是由於由物體振動而產生的一種聲波,最初發出振動(震動)的物體叫做聲源。物體在一秒鐘之內發生振動的次數叫做頻率,單位為赫茲(Hz)。

關於聲音,以下三個概念要知道:(都是幹貨)

響度
。人主觀上感覺到的聲音的大小,俗稱音量
。由振幅和距離決定大小,振幅越大響度越大,距離越大響度越小。單位是:分貝(dB)。比如,人們正常交談的聲音大約是40-60分貝,而飛機起飛時的聲音約為140分貝。所以,安靜的環境更有利於睡眠。

音調
。聲音的高低,也就是我們說的高音、低音
,由頻率決定,頻率的單位是:赫茲(Hz)。頻率越高音調越高(如倒冷水的聲音),頻率越低音調越低(如倒熱水的聲音)。人的耳朵可以聽到20-20000Hz的聲音,最敏感的是200-800Hz之間的聲音。20Hz以下稱為次聲波,20000Hz以上稱為超聲波。

音色。指聲音的特色,又稱音品
,音色由波形決定,波形不同則音色不同。換言之,你為什麼一下就能聽出張三的聲音、李四的聲音,這就是靠音色來區分。同理,鋼琴與笛子、薩克斯與二胡、吉他與嗩呐……一聽就可以明確區分,靠的還是音色。

聲音傳播是帶動了另一個物體的振動,說明聲音與自然界中的光能、熱能以及生活中的機械能一樣,也是一種能量。比如兩個頻率相同的物體,敲擊其中一個,另一個也振動發聲,這就叫共鳴。同理,看完科爸的這篇文章,你點個在看,再留個言,說明你跟科爸就已經產生了共鳴~

腦洞時間

視頻中最後一個倒水聲音,到底是冷水還是熱水?歡迎留言區探討,咱們下期見!

實驗注意事項

本次實驗用到熱水,需謹防燙傷。兒童請在成人監護下操作實驗。

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我是一名理工碩士奶爸,愛生活、愛科學,陪娃做了400多個“魔力科學小實驗”。關注訂閱我,每天3分鐘,陪孩子在家做個小實驗,培養孩子科學素養!

THE END