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鱼洗的发声原理和可产生不同的水面花纹的摩擦“鱼洗”科学小实验

您可能见过用手摩擦鱼洗而水花飞溅,但您知道还能摩擦出四波节、六波节、八波节等等不同的水面花纹吗?

下面的视频和照片是四波节的水面花纹:

鱼洗的发声原理和可产生不同的水面花纹的摩擦“鱼洗”科学小实验

视频:四波节的水面花纹

您知道为什幺能产生四波节的水面花纹吗?水花飞溅又是怎样形成的呢?赶快开动脑筋,思考一下吧!

下面的视频和照片是六波节的水面花纹:

鱼洗的发声原理和可产生不同的水面花纹的摩擦“鱼洗”科学小实验

视频:六波节的水面花纹

您知道为什幺能产生六波节的水面花纹吗?赶快开动脑筋,思考一下吧!


下面的照片是八波节的水面花纹:

鱼洗的发声原理和可产生不同的水面花纹的摩擦“鱼洗”科学小实验

视频:八波节的水面花纹

为什幺能产生八波节的水面花纹?除此之外,还能摩擦出哪些水纹呢?

您或许已经看出不同的摩擦方法能产生不同的水面花纹,如有条件可以自己试试!


鱼洗的发声原理:

(1)简介                                                                

古代盥洗用具,金属制。形似现在的脸盆。盆底装饰有鱼纹的,称“鱼洗”;盆底装饰两龙纹的,称“龙洗”。这种器物在先秦时期已被普遍使用,而能喷水的铜质鱼洗大约出现在唐代。它的大小像一个洗脸盆,底是扁平的,盆沿左右各有一个把柄,称为双耳;盆底刻有四条鲤鱼,鱼与鱼之间刻有四条河图抛物线。鱼洗奇妙的地方是,用手缓慢有节奏地摩擦盆边两耳,盆会像受击撞一样振动起来,盆内水波荡漾。摩擦得法,可喷出水柱。 

(2)演示现象

当盆内注入一定量清水,用潮湿双手来回摩擦铜耳时,可观察到伴随着鱼洗发出的嗡鸣声中有如喷泉般的水珠从四条鱼嘴中喷射而出,水柱高达几十厘米。 

(3)原理

从振动与波的角度来分析是由于双手来回摩擦铜耳时,形成铜盆的受迫振动 ,这种振动在水面上传播,并与盆壁反射回来的反射波叠加形成二维驻波。 理论分析和实验都表明这种二维驻波的波形与盆底大小、盆口的喇叭形状等边界条件有关。我国汉代已有鱼洗,并把鱼嘴设计在水柱喷涌处,说明我国古代对振动与波动的知识已有相当的掌握。 根据经书记载,倒入半盆水,双手用力往复摩擦盆的双耳,未久,发生共振,盆里的水居然分成四股水箭向上激射出两尺多高,并发出震卦爻时的古音,而与黄钟之声一致。传说此物曾于古代作为退兵之器,因共振波发出轰鸣声,众多鱼洗汇成千军万马之势,传数十里,敌兵闻声却步。鱼洗反映了我国古代科学制器技术,已达到高超的水平。现在仿古制做的震盆盆内刻有龙形,故亦称龙洗。


(文字:周勇詹慧中;摄像、图片:任文俊)

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