本館即將於8月16日起假地球環境廳一樓(微觀世界大廳)推出「活的科學」特展,展期至10月20日。這個特展是以「聲音」為主題,介紹生活中各種與聲音有關的事物。這個特展的展品是由香港英國總領事館委託倫敦科學博物館設計,透過各地的英國文化協會安排到各國巡迴展覽,是英國與各國文化科技交流的一部分。這個展示首先於2001年在香港科學博物館展出2個月,觀眾風評極佳,之後並巡迴至印度、新加坡與西班牙等國展出,目前在高雄科工館閉展後,將移師本館展出。

  這個特展中設計了許多和聲音有關的互動、趣味遊戲,讓小朋友可以從遊戲中體會聲音的奧秘。其中的很多展示品都有濃厚的中國風味,像「龍洗」(共振盆)和以長短不同的竹管做成的樂器。其中「數位音效」這個項目,還得到英國設計協會的千禧年大獎。這個特展將透過趣味生動活潑的展示方式,讓觀眾體會聲音在我們日常生活中的重要性。

  本館也將配合本展覽推出許多跟聲音有關的科教活動,例如科學演示的「跳躍的音符」和「大氣與真空」,動手做的「聲砲」和「電子琴」,學校團體在參觀的時候就可以順便預約相關的活動課程。此外,觀眾還可以參觀本館有關聲音的各項常設展,例如科學中心4樓「物質世界」與地下室「科學探索」的各種聲音展示,還有生命科學廳地下室的「大自然的聲音」和一樓「我們的身體」,都有很多有關聲音與聽覺的展示模型。

  茲將展示部分內容介紹如下,但尚有其他精彩的內容,留待下期與各位讀者繼續分享。

龍洗(共振盆)


  這個展示品看起來只是一件很漂亮、很有中國風味的銅製古董臉盆。不過,如果你沾一點水把手掌弄濕,然後兩手輕輕按在臉盆兩邊的耳上摩擦,你會發現臉盆開始嗡嗡作響,然後臉盆裡面的水會開始跳動。如果你控制得好的話,水花會跳得老高,甚至可以超過成人的胸口高呢!不過,要順利的讓它發出聲音和產生水花,這可是要一點技巧的,慧根不夠的人可是玩不起來的喔!

  這個東西有一個很古典、很優雅的中文名字叫做「龍洗」,這應該是取它「雕了飛龍花紋的洗臉盆」的意思而命名的。它是中國古代(至少在清初)就有的一種玩具,是利用摩擦產生震動和臉盆的規則形狀(圓形)產生共振,進而產生四濺的水花。雖然中國人很早就已經發現並掌握了這些現象和技巧,可是這只被視為奇技淫巧,並沒有進一步研究出共振的物理科學來。

  你也可以在家裡自己找一些類似的東西來玩一玩,看看家裡的鍋、碗、臉盆、玻璃杯、高腳水晶杯等容器,哪一些很容易產生共振現象?哪一些又是怎麼玩也玩不起來的?(先想一想,再看看最後面的提示)

  提示:形狀越簡單、對稱性越高的、質地越均勻、越堅硬、越薄的容器越容易產生共振現象。像摩擦圓形高腳的水晶玻璃杯最容易產生聲音,如果換成花紋太複雜,形狀太奇怪的或是普通質地的玻璃杯,效果都會大打折扣。
圖1. 龍洗(共振盆)

數位音效:


  這個展示品是一件利用了各種聲、光、電磁效應組合而成的趣味模型。
  在門口先拿一支上面貼了金屬反射面的小拍子,當你站到中間的時候,你會發現四周有許多彩色的燈光投射到地面上。如果用拍子遮住其中的一束燈光時,你會聽到有一種聲音出現。遮住的燈光顏色不一樣,所聽到的聲音也不一樣,試著控制遮住光束的顏色、時間,編製一首專屬於自己的大自然樂章吧!

  除了鳥叫、蟲鳴、水流等等大自然的音效之外,這一組模型還可以設定成另外一種比較單純的電子音樂模式。如果來參觀的時候我們剛好切換到這個模式,你也可以演出一首讓旁邊的人聽了都會搖頭,還外加嘖嘖稱奇的「搖頭音樂」。
圖2. 數位音效

水桶收音機:


  你有沒有看過音響或收音機的喇叭?當喇叭發出巨大聲響的時候,你有沒有注意到喇叭的表面振動得很厲害?你有沒有注意到振動的幅度(振幅)和聲音的大小之間的關係?

  聲音是靠著物體的振動而產生的,一般的聲音都是透過空氣分子的振動才傳到我們的耳朵。所以,音響要發出我們聽得到的聲音就必須靠喇叭的振動。喇叭的中間有一組電磁鐵和永久磁鐵,它們靠著電流的變化來回推動周遭的空氣,振動的快慢和幅度不同會產生不同的聲音。

  如果你把手放在中間那個黑黑尖尖的振動點上面,你會有一種刺刺癢癢麻麻的感覺,可是聽到的聲音卻非常小。這是因為電磁鐵周圍的振動膜被拆掉了,所以推動的空氣很少而產生不了夠大的聲音。如果你把一個桶子放上去,這時候中間的振動點會使整個桶子的底部一起運動,這樣推動的空氣夠多,聲音聽起來就比較大。你可以比較一下不同形狀、材質和大小的桶子,看看產生的聲音大小有什麼不同?
圖3. 水桶收音機

發音筒:


  你有沒有看過電影裡面,原始部落拍打不同長度的竹筒當作樂器?這個模型裡面有好幾個不同長度的竹筒,拿起旁邊的小拍子拍打筒口,比較一下筒子的長度跟發出的聲音高低有什麼關係?

  這個遊戲其實跟共振也很有關係。我們拍打筒子會使筒子產生各種波長的振動,但是只有特定的某些波長會產生共振而被我們聽到。當筒子的一端是封閉的時候,這時封閉端的空氣不會振動,我們稱之為「波節」,意思是不會振動的地方。而開口端的空氣可以自由振動而不受限制,它被稱為「波腹」,如果用示波器來看的話,這個地方就好像一個鼓起來的大肚子一樣。在這兩個限制下,只有某些波長的波可以在封閉端形成波節,而在開口端形成波腹,進而形成共振。不同長度的竹筒形成共振的條件不一樣,所以發出來的聲音也不一樣。

  你也可以在家裡拿裝洋芋片或海報的紙筒來玩這個遊戲。試試看把兩邊的蓋子都拿掉,這樣發出來的聲音跟蓋住一邊的聲音有什麼不同?



圖4. 發音筒