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“你们不是搞声学吗?怎么还在学电磁学?”赵兴盛纳闷。
“哦……声学和电磁学其实是相通的。”谷小白道。
赵兴盛:“?????”
我是个文科生,我读书少,你别骗我。
谷小白一边在旁边写写画画,不知道又在推导什么公式,还是在计算什么,一边对赵兴盛解释:
“其实两者可以用同一个公式计算,19世纪70年代,德国物理学家亥姆霍兹,从电磁波的波动方程经过分离变量后,得到一个方程▽2a+k2a=0……”
不懂。
隐约间,赵兴盛感受到了,上次被谷小白的笛子公式支配的恐惧。
他很想现在就夺路而逃。
“这个方程中的▽2就是通常我们所说的拉普拉斯算子,a是波动的振型(或称固有振型),k是这个振型对应的频率(或称固有频率)。”
什么?我们通常不这么说话啊!拉普拉斯不是宠物小精灵吗?
“这个方程不仅适用于电磁波,也适用于薄膜振动,乃至弦振动,因为弦是一维的,薄膜是二维的,而电磁波是三维的,它们都是在震动,遵循同一个规律。”
这个大概是懂了。
原来这个世界上的东西,万变不离其宗。
“对于一般振动问题来说,是给了物体的形状、质量分布来求物体的固有振型和频率,这种问题的提法称为正问题。”
“现在我们还可以反过来,如果知道了一个物体的固有振型和频率,我们就可以反过来知道它的形状……”
“薄膜震动的方式,不像弦震动,可以看作是叠加在一起的正弦波,它的振型非常复杂,这种振型影响到了一面鼓的音色。”
“然后在鼓面上某些点缀上一些重物,就可以抑制它的某个振动方式,就可以将鼓的音色做得更好……”
这个赵兴盛还是懂的,给鼓调音嘛!
而且,同样是鼓,有的人敲出来好听,有的人敲出来难听,就是因为这个。
打击位置和力度不同,音色就不同。
音色控制,永远是最重要也最难的技巧。
不过现代人不常这么用,现代人通常是开发出来更合适的材料,或者控制材料本身的厚度变化,来抑制某些不好的波形。
但是古人的话,肯定是没办法做到这点的。
“所以你在通过计算,来减少工作量?”赵兴盛懂了。
“可以这么说。”谷小白道。
“然后再考虑到材料本身的问题,鼍鼓使用的皮,是扬子鳄的皮,扬子鳄属于鼍属,也就是短吻鳄,国内就只有一种短吻鳄,就是扬子鳄,但是用扬子鳄的皮是违法的,我们只能退而求其次,用美洲短吻鳄的腹皮来制作鼍鼓。美洲短吻鳄的体型比扬子鳄要大,所以要选择年轻的短吻鳄。”(注1)
“此外遗迹之中,发现了大量的鼍龙的骨板,也就是说,古人对扬子鳄皮的硝制很粗浅,还有大量的骨板残留,并不像现代的鳄鱼皮那么柔软,那么鼍鼓的边缘其实拥有一定的厚度和硬度,中间腹部竹节纹,皮肤没有骨化的部分才比较柔软,所以鼍鼓应该是一种介于板震动和膜震动之间的情况,外圈板震动,内圈更近似于膜震动……”
“两种不同的震动复合在一起,这也造就了它非常奇特的音色,和其他的鼓的音色,都不太相同。”(注2)
赵兴盛听的连连点头,听起来谷小白说的非常有道理。
“行啊,小白,你们这么快就搞得有声有色了!”赵兴盛赞叹道。
果然不愧是小白,就算是这次谷小白没有赢得项目,这种宝贵的经验,以及求证、求知的过程,也是一笔非常宝贵的财富。
老师一定很高兴看到小白又有这样的进步。
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