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教 学 论 文

论文题目：影响声音音调高低因素的探究
姓 名： 宋 士 江
教学科目： 物理
研究方向： 物理实验探究

2012年6月30日

目 录

摘要 1
关键词 1
1引言 1
2 探究对象与方法 1
2.1研究对象 1
2.2研究方法 1
2.2.1实验对比法 1
2.2 2逻辑分析法 1
3 探究结果与分析 2
3.1问题的提出 2
3.2 影响吉他声音音调高低因素的猜想 2
3.2.1琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积有关 2
3.2.2琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的长短有关 2
3.2.3琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的材料有关 2
3.2.4琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的松紧程度有关 2
3.3 影响吉他声音音调高低因素的验证 2
4结论 3
参考文献： 3

影响声音音调高低因素的探究
宋 士 江
（房县上龛中学 湖北 房县 442100）
摘要：科学探究既是学习物理的一种方法，也是物理课程的目标和重要内容，本文通过试验的方法，探究影响声音音调高低的主要因素，体验科学定义确立的过程。
关键词：音调；因素；探究
1引言
物理是一门以实验为基础的自然科学,物理知识中的许多概念、规律都来自于实验。物理实验在培养学生创新能力方面的作用是不能替代的。新一轮基础教育课程改革对如何培养学生自主探究的能力提出了许多新要求。要学好物理就要认真做实验，敢于动手、勤于思考，对书本上讲的道理，要多加以探究。
音调是声音的三大特性之一，它表示声音的高低。本课题以吉他琴弦发声的音调高低为研究对象，对发声体的长短、粗细、材料及松紧程度进行探究，旨在了解影响声音音调高低的主要因素，通过实验探究体验科学定义确立过程的艰辛与乐趣！
2 探究对象与方法
2.1研究对象
以吉他琴弦发声的音调高低为研究对象。
2.2研究方法
2.2.1实验对比法
通过四组实验，得出结果，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系。
2.2 2逻辑分析法
对所得到的结论进行逻辑分析。

3 探究结果与分析
3.1问题的提出
我们接触到的声音各种各样，有的听起来音调高，有的听起来音调低。在吉他演奏的过程中，发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，吉他声音为什么会有音调高低的不同呢？什么因素决定音调的高低？
3.2 影响吉他声音音调高低因素的猜想
通过对吉他琴弦的直观感觉，提出以下猜想：
3.2.1琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积有关
通过观察吉他的琴弦结构，发现吉他的六根弦的横截面积各不相同，最粗的琴弦甚至是最细的几倍，并且每根弦所发出的声音的特征各不相同，因此可以猜想吉他琴弦发出声音音调的高低可能与琴弦的横截面积有关。
3.2.2琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的长短有关
吉他的六根琴弦长短不完全相同，部分琴弦之间长短的差距还很大，长短不同的弦所发出的声音的特征各不相同，由此可以猜想琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的长短有关。
3.2.3琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的材料有关
吉他常见的是钢弦（民谣吉他、电吉他用）和尼龙弦（古典吉他用），不同材料发出的声音的特征各不相同，由此也可以猜想琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的材料有关。
3.2.4琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的松紧程度有关
经过观察发现吉他表演者在调试吉他时，有时要拧一下琴弦上端的螺旋调节琴弦的松紧度，由此还可以猜想琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的松紧度有关。
3.3 影响吉他声音音调高低因素的验证
为了验证上述四种猜想是否正确，特以表1所列8中规格的琴弦为材料，和一个能够测量振动频率的仪器进行试验.。
编号
材料
长度（cm）
横截面积（mm*mm）
A
铜
60
0.6
B
铜
60
0.7
C
铜
60
0.8
D
铜
70
0.6
E
铜
80
1.0
F
铜
100
0.6
G
尼龙
80
1.0
H
钢
80
1.0
选取编号为A、B、C三根材料和长短均相同但横截面积均不同的弦，把他们放在同一吉他上保持同样的松紧度经行试验，对吉他琴弦发出声音音调的高低可能与琴弦的横截面积有关的猜想经行验证，结果发现他们发出的音调是相同的，通过观察测量频率仪器上的生源振动频率都是相同的。
选取编号为A、D、F三根材料和横截面积均相同但长短不同的弦，把他们放在同一吉他上保持同样的松紧度经行试验，对吉他琴弦发出声音音调的高低可能与琴弦的长短有关的猜想经行验证，结果发现他们发出的音调也是相同的，通过观察测量频率仪器上的生源振动频率也都是相同的。
选取编号为E、G、H三根长短和横截面积均相同但材料不同的弦，把他们放在同一吉他上保持同样的松紧度经行试验，对吉他琴弦发出声音音调的高低可能与琴弦的材料有关的猜想经行验证，结果发现他们发出的音调还是相同的，通过观察测量频率仪器上的生源振动频率也还都是相同的。
最后选取任意一根琴弦，在松紧程度不一样的情况下波动琴弦发声。结果发现无论用什么样规格的琴弦，当把琴弦拧紧时，琴弦所发出声音的音调高，测量频率仪器上的生源振动频率就快，相反，当把琴弦调松时，琴弦所发出声音的音调就低，测量频率仪器上的生源振动频率就明显变慢。
通过以上试验验证可以看出，琴弦所发出声音的音调高低与琴弦的横截面积、长短、材料都没有关系，只与琴弦的松紧度有关。并且还可以看出琴弦振动的快，发出的音调就高，振动的慢，发出的音调就低。
4结论
物体振动的快，发出的音调就高，振动的慢，发出的音调就低。发声体振动的快慢决定着音调的高低。在物理学中用每秒内物体振动的次数－频率来描述物体振动的快慢【1】，因此可以说频率决定声音的音调。
物理学是个知识的海洋，他需要我们不断的去探索，验证，以此体验物理定律确立的艰辛历程以及其中无穷的乐趣。

参考文献：
[1]彭前程，杜敏,义务教育课程标准实验教科书物理八年级上册[M].武汉：人民教育出版社，2006（3）.