振动与波
声波简介
观察空气中的声波作为纵波：曲面表示压强随位置的变化，气层沿传播方向振动。改变波长和频率，验证 。
⚠ 聆听扬声器或音叉的真实声音时保持音量适中，勿让耳朵靠近大声源——过大的声音强度会损伤听力。
器材
- 显示声压分布的三维画布，可拖动或用方向键旋转
- 滑块「Biên độ áp suất」「Bước sóng λ」「Tần số f」
- 显示「Vận tốc âm v = λf」的读数行
- 用于暂停波形的「Tạm dừng」/「Chạy tiếp」按钮
实验步骤
由波长和频率读出声速
将「Bước sóng λ」和「Tần số f」设为任意值，查看读数行「Vận tốc âm v = … m/s」。核对显示值等于两个滑块值的乘积，即 。先改 λ、再改 f，每次重新读出 v。
区分振幅与频率的作用
增大「Biên độ áp suất」，曲面变高——声音更响——而读数 v 不变。然后只改「Tần số f」：波峰移动更快、音调更高，v 按模型的 变化。结论：频率决定音调，压强振幅决定响度。
旋转视角并辨认纵波
按「Tạm dừng」冻结画面，然后拖动画布（或选中画布后用方向键）从多个方向观察曲面。辨认沿传播方向传播的疏密变化——这是空气中声波的特征——再按「Chạy tiếp」，并在改变 λ 或 f 之前预测新的 v。
模拟
实验历史
自伽利略·伽利莱时代起，人们就知道音高与每秒振动次数有关；他在1638年的《两门新科学的对话》中描述了这一关系。牛顿在1687年《原理》第二卷中，首次由介质的弹性与密度推导出空气中声速的表达式。
牛顿把压缩过程当作等温过程，算出的值比实验值低约15%。1816年，拉普拉斯指出压缩实为绝热过程并引入因子γ，使公式与测量结果吻合。时至今日，关系式 v = λf 仍是测量声速和研究传声介质的标准方法。