國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

科學遊戲實驗室   回首頁   

多多笛(二)

              養樂多瓶可以做出媲美陶笛的樂器喔!
器材:養樂多瓶、吸管、尖嘴剪刀
操作步驟與現象:

   本網站層介紹利用養樂多瓶製作的「多多笛」,可以發出很響亮的聲音,可惜不能吹出音階。參考中小學科學展覽作品(參考資料一與二),製作如同陶笛,可以吹奏出音階與曲子的多多笛,製作方法如下:

1.取一空的養樂多瓶,在瓶底的中央挖一個直徑約0.8公分的圓洞,再黏上一根吸管靠近圓洞,如圖一。

2.吸管的吸管口必須壓扁,如圖二。而吸管與瓶底的角度傾斜約30o,如圖三。確定傾斜的角度之後,吸管下方墊小紙片,讓吸管的角度可以固定,然後用膠帶黏住吸管,將吸管固定在瓶底。

3.在養樂多瓶身挖洞,以便產生不同的音階。如圖四挖了四個洞,洞的位置只要方便二手能夠按住即可。由於洞的大小對產生的音階高低影響很大,建議直徑分別為0.6、0.8公分二種大小即可。另一方面也可以挖五個洞,例如在瓶身背面再挖一個洞,用大拇指控制(洞越多,可控制音高的範圍就越大)。

4.最後將養樂多瓶的瓶口以紙片或瓶蓋封住,不要漏氣,就完成了多多笛的製作。

玩法

本玩具發出聲音的音調高低與陶笛類似,放開的洞的「總面積」越大(例如全放開不按),音就越高;反之,總面積越小(例如所有的洞都按住),音就越低。

製作好之後,由於不同指法未必剛好符合音階變化,因此吹奏時須要摸索放開的孔數,以及某些音階需要按一半、放一半。在確定某些洞必須再小一點時,可以用熱熔膠或膠帶將洞口封住一小部分來調整。

實驗影片觀賞 (6.1M,請打開喇叭) 

原理:

多多笛能吹出不同音調的基本原理如右圖所示。吸管吹出的氣流,撞擊到養樂多瓶的洞口時形成「渦流(vortex)」,渦流使周圍空氣產生特定頻率的振動,因而產生聲音,稱為「邊棱音(edge tone)」。產生邊棱音後,音調的頻率主要由養樂多瓶身的空氣柱大小來決定,因為空氣柱有其自然的共振頻率(natural resonant frequency),長笛、洞簫、陶笛、木笛等等樂器都是類似的原理(更詳細的說明,請見參考資料4)。

叮嚀的話:

1.在製作過程,可以先挖洞,再進行黏貼吸管。而瓶底吹口的洞,要比吸管略大,如果洞太小或太大,會不容易吹出聲音。

2.雖然可以使用寶特瓶代替養樂多瓶,但是響度還是以體積較小的養樂多瓶為佳,聲音比較亮。

3.對小朋友而言,在瓶身挖洞是比較困難的部分,而且使用尖銳的剪刀挖洞,比較容易受傷,請務必注意防範。建議可以用鎳烙槍(電銲槍)燒灼一個小洞,再以剪刀的刀刃刮除擴大(美工刀太尖銳,容易受傷)。

4.在教學上建議可以指導學生實驗與討論以下問題:(1)不同大小的吸管、吹孔洞的大小以及瓶子大小等等,吹出的音調高低有何不同?(2)模仿四孔或六孔陶笛的洞口數量與大小,試看看音階與指法有何異同性?

參考資料:

1. 蔡凱伊、魏玉珊(2009)。化腐朽為神奇的多多笛。第49 屆中小學科學展覽作品,國小組生活與應用科學科。http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/49/pdf/080805.pdf

2. 楊庭堯、洪巧蓁、張景瀚、陳宥豪、葉佳昀(2013)。綠色寶笛。第53屆中小學科學展覽作品,國小組生活與應用科學科。

3. 鄭德淵(2003)音樂的科學台北市:大陸書店

4. Hyper Physicshttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/music/edge.html