研究什麼樣的弦和音箱才能發出最大的響度,希望 可以從科展的過程中學習科學實驗方法,並更加認識樂器發聲的原理,相信對我們學習音樂 會更有幫助。

 

X博士摘要說明】

了解不同的音箱所共鳴的響度差異。

 

第 51 屆 國小物理科作品

題目:比比誰最吵!不同音箱的響度差異研究

作者:宜蘭縣蘇澳鎮馬賽國民小學的同學們

 

【摘要(原文)

本研究在實驗不同弦、彈撥工具、收音位置,以及音箱的材質、厚度、硬度、高度、外圍大小、外圍形狀、音孔大小和音孔形狀對共鳴響度的影響。過程中自製 30 個音箱,並經三次改良製作 2 組調弦架。實驗操作共進行 2 次,結果為:

1.不同的弦所產生的響度差異不顯著;
2.厚度愈厚的撥片所產生的響度愈大;
3.音箱內中間偏下方為產生最大響度的收音位置;
4.瓦楞紙材質所產生的響度比馬糞紙、泡棉、軟木為大;
5.厚度愈薄的音箱所產生的響度愈大;
6.音箱硬度愈硬產生響度愈大;
7.體積愈大的音箱所產生的響度愈大;
8.音孔大小愈小的音箱產生的響度愈大;
9.正多邊形音箱邊數愈多產生的響度愈大;
10.音孔在兩側的音箱比音孔在中間的音箱產生較大的響度。希望研究結果提供未來自然與生活科技「聲音與樂器」單元教學之用,以及學習樂器時更能理解聲音共鳴原理。

 

X博士步驟說明】

  • 不同高度的音箱所共鳴的響度

投影片2

  • 不同外圍形狀的音箱所共鳴的響度差異

投影片3

  • 不同音孔大小的音箱所共鳴的響度差異

投影片4

  • 不同音孔形狀的音箱所共鳴的響度差異

投影片5

數據分析與結論

  • 弦對響度的影響不大。
  • 撥片厚度愈厚產生響度愈大。
  • 音箱內部中間偏下方產生的響度最大。
  • 音箱材質會影響響度 音箱材質會影響響度與產生最大響度的時間。
  • 音箱厚度愈薄產生響度愈大。
  • 音箱硬度愈硬產生響度愈大。
  • 音箱體積愈大產生響度愈大。
  • 音孔大小愈小產生響度愈大。
  • 正多邊形音箱邊數愈多產生響度愈大。
  • 兩側音孔比單一音孔產生更大響度。

 

以下是評審給的評語

投影片6

X博士評語】

本科展作品說明了不同材質、厚度,甚至是音孔大小都有可能會影響音箱的響度,結果發現撥片厚度愈厚、音箱厚度愈薄、體積愈大,所得出的響度愈大;而音孔大小和收音位置則是適中才好。讓我們了解到音波的行進並不如想像中的簡單,所以能做出一台響度大的音箱可說是非常不容易呢。