3-2 聲音的駐波

空氣柱的駐波 ( 縱波形式 )一般管樂器，其發音原理是當管中有聲波在傳播時，將會在兩端產生反射。在適當的波長，則其內不同行進方向的波可以互相干涉形成駐波，此駐波的頻率就是管子的共振頻率。

空氣柱的駐波 ( 縱波形式 )空氣柱要形成駐波閉口端為 波節 。開口端為 波腹 （自由端，此端振幅可達最大）

聲波駐波的形式

薩克斯管

薩克斯管的哨口是錐型的產生偶數振動

單簧管

單層哨片單簧管的哨口是筒型的單簧管的哨片振動幅度小，形成駐波時位於波節

開管空氣柱的駐波假設聲波波速 v ，管長L ，則雙端開口的駐波頻率：說明：形成駐波的條件：假設管長，波長

21,2,3.....

v vf n

n

開管空氣柱的駐波開管的駐波之性質管的兩端都是波腹的波n ＝ 1 的頻率稱為基音，也稱為第一諧音；n ＝ 2 所對應的駐波模式稱為第一泛音或第二諧音；n ＝ 3 為第二泛音或第三諧音，其餘類推。

閉管空氣柱的駐波聲波波速 v ，管長 L的駐波頻率： 說明：形成駐波的條件：假設管長 L ，波長

41,3,5.....

v vf nL

n

閉管空氣柱的駐波閉管的駐波之性質n ＝ 1 的頻率稱為 基音 ； n ＝ 3 為第二泛音或第三諧音，其餘類推一固定長度的閉管所能發出的駐波頻率是其基頻（最低頻率）的奇數倍，即各駐波頻率的比值為 1 ： 3 ： 5

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「共鳴空氣柱」實驗實驗目的 :測定聲音在空氣中行進的速度。

例題 3. ：閉管空氣柱 - 基礎題在乾燥無風且溫度為 20℃ 的空氣中，若將一長度為 1.00 m 的空管的一端封閉，對其另一開口端吹氣，則該管所發出聲音的基頻為何？若將閉端打開，則基頻又變為多少？解：

例 4.將一未知頻率的音叉靠近一鉛直豎立的長管管口，管內裝有水 ( 共鳴空氣柱實驗 ) 。 當音叉振動時，調整管內的水面，使自管口處緩緩下降，直到聽到共振的聲音為止，量出此時水面至管口的距離為 16.4 cm 。之後，再降低水面至距管口為49.2 cm 的位置時，又聽到共振的聲音。若當時的氣溫為20℃ ，則音叉的頻率為若干？

範例 4

範例 5小名做「共鳴空氣柱」實驗時，測得玻璃管的長度為公尺，今小名取音叉做實驗，測得只有當空氣柱長為公尺時，共鳴音量最大。再取音叉做實驗，測得只有當空氣柱長為公尺時，共鳴音量最大，則音叉頻與音叉頻率的比為何？

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參考資料維基百科高一基礎物理課本