8 件展品参观路线

光与声音

声波和光波是什么,耳朵、眼睛和机器又怎样利用它们?

先看声音,从波本身到乐器、唱片和蝙蝠;再看光,从光谱到天空、动物的眼睛,以及大脑产生的错觉。

光和声音都是波,这条路线把两者放在一起比较。前半段从一道声波讲到钢琴弦、唱片沟槽和蝙蝠的回声。后半段从棱镜讲到天空、其他动物的眼睛,以及大脑处理视觉信息时走的捷径。

两部分都可以留意频率、波长,以及波被散射或吸收的强弱。它们能解释蝙蝠的叫声为什么那么高,天空又为什么是蓝色的。

  1. 01
    图 20 · 感官馆

    声波原理:看懂频率、分贝与声音传播

    440 Hz 的纯音把空气压成相距 78 厘米的密层,但即使达到 94 dB,每一小团空气的位移仍不到千分之一毫米。

    改变音高,观察空气密集层之间的间距。

  2. 02
    图 19 · 感官馆

    钢琴是怎么发声的:三角钢琴击弦机与十二平均律

    把琴键按下 10 毫米,毡槌就飞向琴弦,敲弦,并在来得及让音停下之前弹开。

    缓慢按下琴键,看看音符结束前琴槌怎样离开琴弦。

  3. 03
    图 79 · 老机器馆

    黑胶唱片怎样记录声音

    在 LP 唱片的最外圈,音槽以每秒半米的速度从唱针下滑过;到最后一首歌时,已经慢到每秒 21 厘米。

    用「放大」查看沟槽,再把「声道」在单声道和立体声之间切换。

  4. 04
    图 86 · 感官馆

    蝙蝠回声定位:在黑暗洞穴里用声音看世界

    1 m 外飞蛾的回声在不到 6 ms 内返回蝙蝠,而蝙蝠就是凭这段时延知道距离。

    逐步查看捕猎阶段,读出蝙蝠接近猎物时回声延迟怎样缩短。

  5. 05
    图 23 · 感官馆

    光与颜色:从棱镜到偏振片的实验

    玻璃棱镜让紫光比红光多偏折约 1.6 度,这一点小小的差距就足以把白光展开成光谱。

    转动棱镜,找出光谱最宽时的角度。

  6. 06
    图 83 · 感官馆

    天空为什么是蓝的,晚霞为什么是红的

    空气对 440 nm 蓝光的散射约为 680 nm 红光的六倍;地平线上的太阳,阳光要穿过的空气是头顶太阳的 35 倍。

    增加「雾霾与细尘」,观察蓝天怎样变白。

  7. 07
    图 21 · 感官馆

    动物视觉:用 69 种动物的眼睛看世界

    绿色草地上的红球,你很容易找到,狗却很难。同一朵花中,蜜蜂能看见你看不到的图案。

    分别从人和蜜蜂的视角看同一朵花。

  8. 08
    图 35 · 感官馆

    视错觉:相同灰色方格为何看起来不同

    方格 A 看起来深,方格 B 看起来浅,但屏幕从两者向你的眼睛发出相同的灰色。

    把棋盘的一小块移到另一块方格旁,比较两种灰色。