图十、牛奶杯（小）不同体积发音频率.ppt

組別：國中組 組員：翁偉吾 李岳霖 蔡竺蓁 何佳潔 指導老師：陳郡鳳 師 目錄 壹、研 究 動 機 貳、研 究 目 的 参、研究設備及器材 肆、研究過程及方法 伍、研 究 結 果 陸、討 論 柒、結 論 捌、參考資料及其他 肆、研究過程及方法 （一）實驗一研究方法： 準備不同大小的玻璃杯A、B、C、D、E，手沾一點水，用手以畫圓方式摩擦玻璃杯杯口邊緣，如圖四所示，使玻璃杯發出聲音，再使用Cool Edit軟體測 量聲音頻率 大小。 （二）實驗二 研究方法： 使用玻璃杯A，依次加入定量的水，每改 變一次水的體積就將手沾一點水，用手以畫圓方式摩擦玻璃杯杯口邊緣，使玻璃杯發出聲音，再使用Cool Edit軟體測量聲音頻率大小。 使用不同形狀大小的玻璃杯B、C、D、E，重複上述實驗。 （三）實驗三 研究方法： 準備不同種類的液體，包括水、食鹽水、糖水、硝酸鉀水溶液、酒精、沙拉油，並測量其密度。 使用口徑大小均勻的玻璃杯C，依次加入50mL、100mL、150ml及200mL的水，用手沾水，用手以畫圓方式摩擦玻璃杯杯口邊緣，使玻璃杯發出聲音，再使用Cool Edit軟體測量聲音頻率大小。 改變液體的種類，重複上述實驗。 （四）實驗四 研究方法： 調配不同濃度的硝酸鉀水溶液，並測量其密度。 使用口徑大小均勻的玻璃杯C，加入200mL的10%硝酸鉀水溶液，用手沾一點水，用手以畫圓方式摩擦玻璃杯杯口邊緣，使玻璃杯發出聲音，再使用Cool Edit軟體測量聲音頻率大小。 改變使用不同濃度的硝酸鉀水溶液，重複上述實驗。 （五）實驗五 研究方法： 使用玻璃杯A，裡面裝200mL的水，用手沾一點水以原地前後摩擦的方式摩擦玻璃杯杯口邊緣，使玻璃杯發出聲音，再測量聲音頻率大小。 改變摩擦玻璃杯的方 法， 以手指在原處 來回摩擦， 如圖五 所示，重複上述實驗 。 伍、研究結果實驗一 探討摩擦不同大小形狀的玻璃杯產生的發音頻率之異同 如圖六所示 實驗二 探討玻璃杯裝不同體積的水對摩擦發音頻率的影響 分別測量高腳杯（大）、高腳杯（小）、牛奶杯（大）、牛奶杯（小）及可樂杯之發音頻率，探討改變水量對不同玻璃杯發音頻率的影響。實驗結果如下5頁所示。 （一）高腳杯（大） （二）高腳杯（小） （三）牛奶杯（大） （四）牛奶杯（小） （五）可樂杯 由實驗二 的圖表可知 1.每個玻璃杯 水量愈多 摩擦發出頻率愈低 2.一開始頻率下降較慢 實驗三 探討玻璃杯裝不同種類的液體對摩擦玻璃杯發音頻率的影響 液體密度如表八所示 分別取200mL裝入牛奶杯（大）中，測量摩擦玻璃杯的發音頻率 由實驗三測得 除了沙拉油之外其他種類液體 1.密度大至小 硝酸鉀溶液 食鹽水 糖水 水 酒精 摩擦音頻小至大 硝酸鉀溶液 食鹽水 糖水 水 酒精 2.沙拉油密度酒精 但是摩擦音頻酒精 與其他種類液體不同 實驗四 探討玻璃杯裝不同密度的液體對摩擦玻璃杯發音頻率的影響 三種不同濃度硝酸鉀水溶液，其密度如表十所示，分別取200mL裝入牛奶杯（大）中，測量摩擦玻璃杯的發音頻率 依發音頻率大小排序，結果如圖十三所示 由實驗四知道 同體積的三杯液體頻率皆不相同，硝酸鉀濃度越大，發音頻率越小。 實驗五 探討不同摩擦玻璃杯的方法對發音頻率的影響 本實驗使用2種不同的方法摩擦玻璃杯，分別是在杯緣上繞圓摩擦-A、在杯緣原地前後摩擦-B 實驗結果如表十二所示 由實驗五發現 摩擦法A產生的發音頻率為1398Hz 摩擦法B產生的發音頻率為3180Hz 摩擦法B產生的頻率遠大於摩擦法A產生的頻率。 陸、結論 1. 不同大小之玻璃杯有不同的發音頻率，質量越大發音頻率越小，質量越小發音頻率越大。 2. 玻璃杯內裝液體越多，則摩擦發音頻率越低；反之，玻璃杯內裝液體越少，則摩擦發音頻率越高。表示摩擦玻璃杯的發音原理類似敲擊玻璃杯，是振動杯子和杯內的物質，並非振動空氣柱。 3. 增加玻璃杯內之水量，摩擦發音頻率下降，但是一開始下降較慢，在裝了半杯水之後，頻率下降的幅度增加。 4. 分析大小牛奶各裝半杯水至滿杯的發音頻率倒數和水量關係可發現，頻率倒數和水量成正比。得到類似共振頻率公式： , for n=1,2,3,… 之結果，玻璃杯振動發音頻率與水位高低成反比。 5. 在杯內裝相同體積不同種類的液體，會得到不同的發音頻率。密度越大者發音頻率