正文 度量衡標準“黃鍾律管”(1 / 1)

我國古代度量衡是用一根管子做標準的,這就是“黃鍾律管”。它有一定的管長和管徑,也有一定的容量。這種“黃鍾律管”翻造以後分發全國各地當作度量衡標準。如果有誰弄虛作假,中央派出的官吏隻要把國家保存的“黃鍾律管”跟他的律管一比,就能戳穿他的陰謀。用眼睛是看不出假黃鍾的,必須使地方的黃鍾和國家的黃鍾發生共鳴,地方的黃鍾才是真的。這是非常嚴格的,假黃鍾不能發生共鳴。

做兩個紙筒。甲紙筒有底,稍粗些,乙紙筒是個管子,可以套進甲筒裏前後移動。找一個音叉,用橡皮錘把音叉打響,讓正在發聲的音叉對準筒口,伸長或縮短紙筒,你會發現,當紙筒恰恰達到某一長度時,聲音最響。如果沒有音叉,用自行車鈴的鈴蓋也可以,不過,要用鉗子夾著鈴蓋裏的螺釘,不要讓鈴蓋和其他物體相接觸。這就是空氣柱共鳴實驗。

也可以用連通管來做這個實驗。用兩根玻璃管和一段塑料管裝成連通管,向裏邊灌水,甲管口放一發聲的音叉,提著乙管慢慢下降,甲管裏的水位不斷下降,裏邊的空氣柱不斷增長,當達到某一長度時,聽!發生共鳴了。

這個實驗說明,一定長度的空氣柱能和一定頻率的聲源發生共鳴。科學實驗證明,跟某一聲波共鳴的空氣柱長度,最短應等於聲波波長的1/4。

我國古代科學家就是利用這個原理來測定各地“黃鍾律管”長度的。

測定實驗是在緹室裏進行的。緹是一種素色無紋的絲織品,用它布置一間帳房,帳房外麵有三層套間,還有三重曲折的門徑,使室裏聽不到外來的聲響,吹不進外來的風。這就是緹室。

做實驗的人在緹室的中央,四周擺一圈實驗桌。桌上微微傾斜地放著那些一端開口、一端封閉的圓形待測管。每根待測的管子裏都放一點輕灰,那輕灰是用蘆葦稈裏的薄膜燒成的,稍有振動就會移動位置。做實驗的人在中心位置吹笛,發出標準的黃鍾音。凡是產生共鳴的管子,都會把管內的輕灰吹成一小堆一小堆的,未產生共鳴的管子裏的輕灰依然不動。真假就分清了。

緹室還可以為各種樂器定音,在製造樂器和調整樂器上起著重要的作甩。

我國的古書《呂氏春秋》裏就有關於緹室的散記。那本書的主編呂不韋死於前235年。這說明,早在2200多年以前我國就建立了緹室,這是世界上最古老的物理實驗室。

知識點

音叉

音叉是呈“Y”字形的鋼質或鋁合金發聲器,各種音叉可因其質量和叉臂長短、粗細不同而在振動時發出不同頻率的純音。音叉檢查在鑒別耳聾性質——傳音性聾或感音性聾方麵,是一種簡便可靠的常用診查方法。用音叉取“標準音”是鋼琴調律過程中十分重要的環節之一。它的重要性在於關係到一台鋼琴各鍵音處在什麼音高位置上。在教學中,音叉可以用來演示共振。敲擊音叉,采集聲波波形圖。試驗發現:輕敲音叉,音叉振幅小,波形圖的幅度小,這時音叉發出的聲音也小;重敲音叉,音叉的振幅大,波形圖的幅度大,這時音叉發出的聲音也大。這說明:響度跟音叉振動的振幅有關。振幅越大,響度越大;振幅越小,響度越小。

延伸閱讀

貝多芬耳聾以後

貝多芬是19世紀德國著名的音樂家,畢生從事交響曲的創作,譜寫了大量享譽世界的音樂作品,這些作品一直到今天仍具有無窮的魅力。可是,這位偉大的音樂家中年以後,卻因為耳疾成了一個聾子。即使這樣,貝多芬也沒有中斷他的創作活動。據說,他是用一根鋼棒來“聆聽”樂曲演奏的:他把鋼棒的一端觸到鋼琴上,另一端咬在牙齒中間。當跳動的手指不斷擊打鋼琴的鍵盤時,一個個美妙的音符,竟神奇地被他聽到了。這是由於彈奏鋼琴時,琴弦的振動傳遞到鋼棒上,再經鋼棒傳到齒骨上,然後由齒骨經頭骨傳遞到聽覺神經並傳播到大腦,於是音樂之聲就被貝多芬“聽”到了。