钟为什么使延音短促

首先,借助一个实验来说明它,取四个材料和尺寸相同的圆柱形钢管,一个保持圆形截面,三个被压成具有不同扁度的截面,将它们放在真空和大气中敲击,测量其延音。如图 9(a)所示四条曲线是在真空中敲击钢管振动的时程曲线,表明它们的振动衰减基本与钢管是圆或扁没有关系。图 9(b)所示四条曲线是它们在大气中的振动衰减曲线,显然, 其延音相差较大,第三个钢管接近编钟的扁度,圆形管和此管的敲击音从同一音强衰减到另一相同音强,此扁管所需时间是圆形管的 1/3,即扁管的延音是圆管的 1/3。

由理论分析可知,钟的振动衰减主要由于钟的材料的内摩擦和大气的声辐射引起。材料的内摩擦消耗了钟振动的能量,使振动衰减,这种衰减基本与钟的扁度无关。大气的声辐射是由于钟的振动带动周围大气振动,并向四面八方以波的形式传播,从而带走能量,使钟的振动衰减, 它明显依赖于钟的扁度,钟越扁振动衰减越快。

中国古代乐钟,不仅以其奇特造型形成了优异的音乐性能,而且其中还含有极深刻的科学道理。这种巧妙的设计,是高度智慧的构思和数千年不懈精雕细琢而成的一块异彩独放的中华文化之瑰宝,蕴含的科学原理也有待进一步探讨和揭示!