赵西梅,王锦辉,王宇兴,周红

• 1:上海交通大学物理与天文学院

摘要(Abstract)：

为了让学生居家完成空气中声速的测量,基于手机Phyphox软件设计了"共鸣管测声速"实验。本实验根据共鸣管的原理,利用手机Phyphox软件测量一端封闭,一端开口的奶茶管发出共鸣音时的基频,理论上声速大小是基频与空气柱长度乘积的4倍,但实际上有效空气柱长度是实际空气柱长度加上"管口校正量"。通过公式变形,得出实际空气柱长度与基频的倒数成正比例的关系公式,采用线性拟合数据直接得出声速,从而巧妙避免了"管口校正量"的干扰,同时理论上也给出了一种得到"管口校正量"的方法,这是本实验的创新点。实验以内直径为12.0mm的奶茶管进行测量数据,通过线性拟合得到声速值,并进一步讨论了线性拟合得出的截距的物理意义和含义。

关键词(KeyWords)： 手机Phyphox软件;共鸣管;基频;声速;居家实验;管口校正量

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation):

作者(Author): 赵西梅,王锦辉,王宇兴,周红

参考文献(References)：

• [1] 蔡天芳，佘守宪.管中的驻波：管乐器和簧乐器——物理与音乐之三[J].物理通报，2004,23(4):42-45.CAI T F,SHE S X.Standing waves in the wind:Wind instruments and reed instruments—Physics and music Ⅲ[J].Physics Bulletin,2004,23 (4):42-45.(in Chinese)
• [2] 孙阿明，朱泽斌.对共鸣管测声速实验的改进[J].大学物理，2015,34(10):43-43.SUN A M,ZHU Z B.Improvement of measuring the sound velocity by using resonance pipe device[J].College Physics,2015,34(10):43-43.(in Chinese)
• [3] 张映辉.大学物实验学习指导书[M].北京：高等教育出版社，2014.
• [4] 吴百诗.大学物理(下册)[M].北京：科学出版社，2001.
• [5] 缪毅强，黄昕.医用物理学[M].2版.上海：上海交通大学出版社，2013.
• [6] 漆安慎，杜婵英.力学[M].2版.北京：高等教育出版社，2005.
• [7] 蔡天芳，马惠英，佘守宪.从物理看乐音的和谐——物理与音乐专题之一[J].物理通报，2004,23(1):45-48.CAI T F,MA H Y,SHE S X.Harmony of music from physics—One of the topics of physics and music [J].Physics Bulletin,2004,23(1):45-48.(in Chinese)
• [8] 刘勇，张谦.关于管口校正量的一个实验[J].中国音乐学，1993,9(4):100-113LIU Y,ZHANG Q.An experiment on end-correction[J].Chinese Musicology,1993,9(4):100-113.(in Chinese)
• [9] 陈正生.谈管乐器的管口校正[J].天津音乐学院学报，1998,14(2):16-21.CHEN Z S.On the end-correction of wind instruments [J].Journal of Tianjin Conservatory of Music,1998,14(2):16-21.(in Chinese)
• [10] 金清理，黄晓虹.基础物理实验[M].2版.杭州：浙江大学出版社，2007:250.
• [11] 姬玉，浦寒千，陈骏逸，等.声速测量及声波的波动学规律研究[J],大学物理，2007,26(1):58-61.JI Y,PU H Q,CHEN J Y,et al.The measurement of sound speed and the study of sound waves[J].College Physics,2007,26(1):58-61.(in Chinese)