“小球自由落體彈跳3系列”是我嘗試scratch與物理結(jié)合的初步探索，之后我一直想做一些低年級(jí)孩子既能親手實(shí)踐，也能用scratch編程模擬出來的STEAM科學(xué)小實(shí)驗(yàn)……】

知識(shí)引導(dǎo)和普及

小時(shí)候我們看電影《六指琴魔》，其中天魔琴是一件大殺器，發(fā)出的琴聲可以殺人于無形，一個(gè)六指琴魔+一個(gè)天魔琴就可以滅了全武林，一點(diǎn)不比核武器遜色！類似的橋段也出現(xiàn)在了電影《功夫》里，不過這次獅吼功更勝一籌，包租婆善獅吼功，一招獅吼功大戰(zhàn)六指琴魔，壞人筋脈錯(cuò)亂、衣服也被吼爛了。

雖說影視作品有些夸張，但還是有依據(jù)的。其中的原理是聲波！

聲音也是一種能量！聲音始于空氣質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，如吉他弦、人的聲帶或揚(yáng)聲器紙盆產(chǎn)生的振動(dòng)。這些振動(dòng)一起表現(xiàn)為可視化波形的聲波推動(dòng)鄰近的空氣分子，而輕微增加空氣壓力。壓力下的空氣分子隨后推動(dòng)周圍的空氣分子，后者又推動(dòng)下一組分子，依此類推。高壓區(qū)域穿過空氣時(shí)，在后面留下低壓區(qū)域。當(dāng)這些壓力波的變化到達(dá)人耳時(shí)，會(huì)振動(dòng)耳中的神經(jīng)末梢，我們將這些振動(dòng)聽為聲音。

聲波是聲音的傳播形式，聲波是一種機(jī)械波，由聲源振動(dòng)產(chǎn)生。聲音傳播過程只是能量的傳遞過程，而不發(fā)生質(zhì)量的傳遞。聲波能使其它物體振動(dòng)，表明聲波具有能量。物體振動(dòng)發(fā)出的聲波向四周傳播，聲波能量逐漸擴(kuò)散開來。（開發(fā)利用：聲波吹灰器、聲波電動(dòng)牙刷等商品）

再來幾個(gè)詞語概念普及傳播介質(zhì)除了空氣，水、金屬、木頭等彈性介質(zhì)也都能夠傳遞聲波，它們都是聲波的良好介質(zhì)。在真空狀態(tài)中因?yàn)闆]有任何彈性介質(zhì)，所以聲波就不能傳播了。振幅表示質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的距離，反映從波形波峰到波谷的壓力變化，以及波所攜帶的能量的多少。高振幅波形的聲音較大；低振幅波形的聲音較安靜。頻率聲波的頻率是指波列中質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)。以赫茲（Hz）為單位測量，描述每秒周期數(shù)。例如，1000 Hz 波形每秒有 1000 個(gè)周期。頻率越高，音樂音調(diào)越高。按頻率分類，頻率低于20Hz的聲波稱為次聲波；頻率20Hz~20kHz的聲波稱為可聽波，即人耳能分辨的聲波；頻率20kHz~1GHz的聲波稱為超聲波；頻率大于1GHz的聲波稱為特超聲或微波超聲。在這其中，次聲波的危害性是比較大的。次聲波具有很強(qiáng)的穿透能力，可以穿透建筑物、掩蔽所、坦克、船只等障礙物。7000 Hz的聲波用一張紙即可阻擋，而7 Hz的次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土，地震或核爆炸所產(chǎn)生的次聲波可將岸上的房屋摧毀。

次聲波能致人于死。人體內(nèi)臟固有的振動(dòng)頻率和次聲頻率相近似（0.01～20赫），倘若外來的次聲頻率與體內(nèi)臟的振動(dòng)頻率相似或相同，就會(huì)引起人體內(nèi)臟的“共振”，從而使人產(chǎn)生頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀，甚至使人的心臟及其它內(nèi)臟劇烈抖動(dòng)、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。

我們知道了原理，再回到現(xiàn)實(shí)。在現(xiàn)實(shí)生活中，有沒有獅吼功？

有些歌手會(huì)用高腳杯來訓(xùn)練自己唱歌音準(zhǔn)， 對(duì)著杯子大聲唱出這個(gè)音，唱準(zhǔn)了杯子就會(huì)碎，唱高了或者唱低了，杯子都不會(huì)碎。2005年5月美國探索頻道的《流言終結(jié)者》中，搖滾男歌手文戴拉在高速攝像機(jī)的監(jiān)督下，把嘴邊的一個(gè)玻璃紅酒杯唱成了碎片。

好的聲音條件加上長時(shí)間的訓(xùn)練，當(dāng)你發(fā)出的聲音和另一物體達(dá)到固有頻率接近或相同時(shí)，那么你也可以學(xué)會(huì)“獅吼功”。

這個(gè)，，對(duì)我們普通人來說，好像還是太難了哈??！

不過，有些小實(shí)驗(yàn)我們還是很容易操作的，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)來觀察“聲音”，看到聲音的能量（這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以作為親子實(shí)驗(yàn)來跟孩子一起做）小實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)備道具：

小收音機(jī)1個(gè)、氣球碎片1張、鹽少許、皮筋1個(gè)、紙筒1個(gè)

實(shí)驗(yàn)過程：

1、將氣球碎片蒙住紙筒口，并用橡皮筋捆綁固定住。

2、將紙筒放在小收音機(jī)的喇叭位置處。

3、往氣球碎片上撒少許鹽粉。

4、開啟收音機(jī)，并適當(dāng)調(diào)節(jié)音量，觀察鹽粉的情況。

通過實(shí)驗(yàn)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，剛開始靜止的鹽粉，在開啟收音機(jī)后，鹽粉跟隨音樂的節(jié)奏抖動(dòng)起來，并且音量越大，鹽粉抖動(dòng)越劇烈。

原理：收音機(jī)的音樂響起時(shí)，引起紙筒內(nèi)空氣振動(dòng)，進(jìn)而讓氣球碎片也跟著一起振動(dòng)，于是我們看到氣球碎片上的鹽也振動(dòng)起來。另外，聲音越大，物體振動(dòng)幅度也越大。所以改變音樂聲音大小，也會(huì)相應(yīng)引發(fā)鹽粒抖動(dòng)的幅度。

小資料：一些介質(zhì)中的聲速

scratch編程

做完小實(shí)驗(yàn)，我們還可以用scratch編程來復(fù)盤——跳舞的鹽粉！

同樣的，我們準(zhǔn)備好道具——選好角色！我們讓紙筒放在鼓上，分別用話筒、電子琴和收錄機(jī)作為聲源。自己制作一個(gè)小白點(diǎn)代表鹽粉，放在氣球碎片上。

先制作一個(gè)表達(dá)“跳動(dòng)”功能的新積木塊。之前，我們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“鹽粉跟隨音樂的節(jié)奏抖動(dòng)起來，并且音量越大，鹽粉抖動(dòng)越劇烈?！彼?，跳動(dòng)的幅度和頻率跟音量有關(guān)（也跟音樂節(jié)奏有關(guān)，我們暫不這么清晰表達(dá)——簡化我們的表達(dá)方式），我們接下來要表達(dá)的就是音量越大，鹽粉跳動(dòng)的幅度和頻率越大，所以制作一個(gè)跟幅度和頻率相關(guān)的跳動(dòng)積木塊。

然后通過克隆功能，讓鹽粉鋪滿氣球碎片上。

制作鹽粒跳動(dòng)程序也很簡單（當(dāng)然這種偵測也比較粗糙，我們讓中低年級(jí)的小學(xué)生能夠明白其中的原理就夠了）

接下來用不同的聲源進(jìn)行測驗(yàn)！

（請(qǐng)?jiān)彽奈译娔X的聲音，現(xiàn)在電腦運(yùn)行聲音跟拖拉機(jī)一樣了

哈哈，跟實(shí)驗(yàn)的效果是類似的！

轉(zhuǎn)發(fā)自“啟迪少兒”公眾號(hào)的原創(chuàng)文章

作者：北京通州的迪迪媽

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