一根细线绷紧再拨一下,为什么能发出声音?
看完这篇你会知道声音的本质是振动,以及为什么绷紧的线能"唱歌"、越紧越尖的背后逻辑
拿一根橡皮筋套在手指上,用力绷直,然后轻轻一拨——"嗡"的一声就出来了。换成吉他弦、风筝线,甚至一根绷紧的缝纫线,都是一样的结果。这到底是怎么回事?一根细线,它又没有嘴,声音从哪里来的?
声音到底是什么东西?
要搞懂这件事,先得知道声音是什么。声音不是"飘"过来的,而是空气在"推来推去"传过来的。你拍一下手,手掌把旁边的空气挤了一下,那团空气又去挤它旁边的空气,就这样一层一层传出去,传到你耳朵里,耳朵感受到这个"推推推"的节奏,就听见声音了。科学上叫它"振动"——东西来回抖动,带动空气跟着抖,声音就产生了。
所以,声音的关键不在于"有没有嘴",而在于有没有东西在快速来回抖动。蜜蜂翅膀抖、音叉敲了会抖、说话时喉咙里声带抖,都是同一个道理。
细线绷紧之后,它到底在做什么?
一根松松垮垮的线,你拨它,它软绵绵地甩一下就停了,发不出什么声音。但把线绷紧就不一样了——绷紧的线就像一根"随时准备弹回来"的弹簧。你把它往旁边拨开,它立刻想"逃回"原来笔直的位置,结果冲过了头跑到另一边去,又弹回来,再冲过去……就这样左右左右来回摆,停不下来,这就是振动。
这个来回摆动的速度非常快,每秒能抖几十次甚至几百次。线在抖动的时候,每次都在推旁边的空气,把一圈圈"空气波纹"向四周送出去。这些波纹到达你的耳朵,你就听见声音了。就好比你在平静的水面扔一颗小石子,涟漪一圈圈向外扩散——只不过声音的"涟漪"是在空气里扩散的。
为什么绷得越紧,声音越尖?
这里还有个有趣的现象:同一根线,绷得越紧,发出的声音就越高(越尖);绷得越松,声音越低(越沉)。原因其实很直觉——线绷得紧,弹回来的力量越大,来回摆动的速度就越快,每秒抖动的次数更多,传到耳朵里就是高音。吉他手调音的时候,拧紧琴弦音调就升高、放松就降低,用的正是这个原理。
同样的道理也解释了为什么细线比粗线声音高:细线更轻,同样的力就能让它抖得更快。所以吉他最细的那根弦发音最高,最粗的那根发音最低,不是凑巧,是物理规律决定的。
下次你无聊的时候,可以试试用不同粗细的橡皮筋套在一个空盒子上,拨一拨,自己就做成了一把"橡皮筋吉他"——一切乐器的本质,都不过是在想办法让某个东西有规律地抖起来而已。