你有這樣的經驗嗎?將耳朵湊近空熱水瓶、空瓶子或空水杯等容器口,就會聽到嗡嗡聲。這是什麼緣故呢?這些空容器裡並沒有什麼發出聲音的東西呀!
這種現象在聲學上稱為共鳴。共鳴就是聲音的振動引起的共振現象。比如,兩個發聲頻率相同的物體,如果彼此相隔不遠,那麼使其中一個發聲,另一個也就有可能跟著發聲,這就是共鳴產生的效果。
我們可以將這些空容器裡的空氣看做空氣柱,空氣柱也是一個發聲體,當容器口周圍有一個頻率適當的聲音,那麼空氣柱就會產生共鳴,而使這個聲音大大加強。物理學家深入研究後發現,只要有一個波長等於空氣柱長度的4倍,或三分之四、五分之四……的聲音傳人容器後,就能引起共鳴。普通熱水瓶內部高度大約是30釐米,可以算出,如果有波長為120釐米或40釐米、24釐米……的聲音傳人熱水瓶,都會引起典鳴。
我們周圍是一個聲音世界,無時無刻不存在各種波長的聲音:人和動物的聲音,風和流水的聲音,機器和車子的聲音……就是在寧靜的夜晚,也有從遠方傳來的各種聲音,只是它們比較微弱,我們不容易聽見罷了。在這許多聲音裡,總有可以引起各種容器共鳴的聲音。微弱的聲音引起容器中空氣柱的共鳴,聲音就被加強了。一般總是同時有多種波長的聲音在那裡面發生共鳴,這就是我們的耳朵湊近空熱水瓶等容器口時,所聽見的嗡嗡聲。空氣柱短,引起共鳴的聲音的波長也短,因此,一個小瓶子發出的嗡嗡聲要比熱水瓶發出的尖銳。
如果容器有所破損,使原有的空氣柱的完整性遭到某種破壞,那麼,共鳴的聲音也會有所變化。因此,人們往往透過聆聽空熱水瓶發出的嗡嗡聲來檢查瓶膽是否有所破損!