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物理老师的音乐课
发布时间:2024-12-03
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人物:

奥尔嘉,物理老师

泰勒、托玛、艾莉莎和阿拉基,班里的学生

校长

(校务室)

校长:奥尔嘉老师,音乐课的菲莉丝老师今天生病了,你去代一节音乐课吧。

奥尔嘉:简直莫名其妙,为什么我要教这些小鬼头们音乐课?难道我作为一个物理老师看起来很闲吗?

校长:我认为物理老师去教音乐课会很有意思。孩子们需要你。

(音乐课教室)

泰勒:奥尔嘉老师,您不会演奏乐器,对不对?

奥尔嘉:嘿,我的小家伙,别只从菲莉丝那里学了一点皮毛就自以为是。

奥尔嘉坐在钢琴前,弹奏了一曲《月光奏鸣曲》。孩子们惊呆了,然后热烈鼓起掌来。

泰勒:奥尔嘉老师,您弹得真棒!听您弹这首曲子,我简直要着迷了!可您为什么不喜欢给我们上音乐课呢?您一定也能胜任呀!

奥尔嘉:没错!我这不是来了吗?但我本质上还是一个物理老师。

泰勒:那您是来上音乐课还是物理课啊?

奥尔嘉:这两个并不矛盾,演奏实际上是乐器产生了振动。这些振动通过空气传到听众耳膜,然后传导到大脑中,大脑(每秒波数)把它们解释成了音乐。

泰勒:可是老师,您这样说太高频不浪漫了!菲莉丝老师告诉过我们,音乐是音符在恰当的时候发出的准确的声音!

奥尔嘉:你说的这个,我们叫作声波,准确的声音对应着合适的频率。

托玛:报告老师,我没听懂!

奥尔嘉:你们先要明白,声音是由声波组成的,而频率是那些声波每秒的振动次数。

泰勒:也就是说,您演奏的乐曲就是很多声波?

奥尔嘉:没错,乐曲由很多音符组成,而每个音符对应于一列该频率的声波。

泰勒拿起自己的高音长笛演奏了一段。

泰勒:您看,我用长笛吹出来的是高音……

奥尔嘉:这就意味着每秒钟的声波数多一些—高频。

泰勒:那低音……

奥尔嘉:意味着每秒钟声波数量少些,也就是低频。

泰勒:嘿!阿拉基,给奥尔嘉老师吹一曲!

阿拉基战战兢兢地看着讲台上的物理老师,奥尔嘉点了点头,于是阿拉基演奏了一段单簧管。

泰勒:菲莉丝老师说他演奏的音调被称为“中央C”物理学上也有类似的东西吗?

奥尔嘉:赫兹先生会把它称为一个每秒261.6个周期的频率,或者261.6赫兹。

泰勒:所以您的意思是,音乐上的音符可以用数字准确地写出来?

奥尔嘉:你变聪明了一点,小泰勒。(大笑)

泰勒:老师您讽刺我!那我问您,物理学怎么解释音乐中的强音和重音?

奥尔嘉:强音和重音在物理学里可没有……不过我想我明白你的意思。在物理学中,我们管这个叫振幅。振幅是用来描述振动的强弱的。振幅大,声波强,强的声波意味着高能量。

奥尔嘉:完全正确。让我在黑板上给你们写一个公式……

托玛:奥尔嘉老师,我有一个问题。我拉过小提琴,我想知道琴弦上有音什么物理学。

泰勒:菲莉丝老师说过,首先,演奏者要选择正确的琴弦来演奏那个音符……

奥尔嘉:也就是“选择正确直径的琴弦”。

泰勒:然后左手按指板上准确的位置,右手拉琴弓摩擦琴弦来演奏那个音符…..

奥尔嘉:意思是调整琴弦的长度来改变他们的振动速度。

泰勒:演奏之前还需要调准琴弦……

奥尔嘉:在物理学中,我们会说这表示琴弦有正确的张力,这是演奏音符的第三个因素。

泰勒:什么都能用物理学解释!物理学太厉害啦!奥尔嘉老师,管乐器您能解释吗?

奥尔嘉:对于物理学来说这些都是一样的。气流通过乐器的路径越长,产生的音调就越低。

   托玛:我明白了!在管乐器中,我们是通过孔或者琴键来控制气流的路径,您说对不对?

奥尔嘉:非常正确,托玛!

阿拉基:真是有趣。老师,我想问,为什么有时候我们用不同的乐器演奏同一个音高的音符,传出来的声音却完全不同。这种现象应该怎么解释呢?

艾莉莎:听起来不一样是因为泛音…...

奥尔嘉:校长!

学生们:校长好!

校长:大家好,我来看看这种跨学科授课效果怎么样。奥尔嘉老师,请继续。

奥尔嘉:哈!那我就是小白鼠了……在物理学中,我们是这样解释的,当乐器振动的时候,比如说小提琴,会根据弦的长短而发出一个主体的声音,我们叫它基音,但是在基音发出的同时,还有根据小提琴的弦的二分之一、八分之一等的长度产生的振动,这些振动的频率比基音高一倍或数倍,但强度比较弱,我们把这些叫作泛音。阿拉基:还是不明白。

奥尔嘉:是的,关键在于,不同的乐器,虽然基音一样,但是泛音的比例和音量却有很大的不同,而正是这种不同,使得不同的乐器在相同的音调上听起来声音很不一样。

校长:那么,接下来,我有一个知识点。我们的音阶有12345671,很美妙,我们管这个叫“一个八度差”

奥尔嘉:在物理学中更美妙,八度差体现在频率上正好翻一倍。比如刚才我们说“中央C”是261.6赫兹,那么高音C就刚好是523.2赫兹。这些音符相配是因为他们的声波彼此完美“般配”。

校长:没错,看来奥尔嘉老师和音乐也非常般配!

奥尔嘉:校长过奖了。

学生们开心地笑了起来。