新春佳节,鞭炮声是不可或缺的年味符号。如今,电子鞭炮逐渐取代传统鞭炮,既能发出逼真的“砰砰”声,又能做到零污染。
大家或许会疑惑,没有火药爆炸,电子鞭炮为啥能模拟出和传统鞭炮几乎一样的响声?其实,这背后藏着简单易懂的力学与声学原理。
振膜振动是声音的“源头”

电子鞭炮能发声,核心在于“振动”。声音的产生离不开物体的振动,电子鞭炮也不例外。电子鞭炮内部装有小型扬声器,当接通电源后,电流会驱动扬声器内的振膜做快速往复运动,这种振动会带动周围的空气分子一起运动,进而形成声波。
与“琴弦振动发声”“鼓面振动发声”原理一致,振膜的振动频率(单位时间内振动的次数)和振幅(振动的幅度),直接决定了声音的特点。电子鞭炮通过调节电流大小,改变振膜的振动频率和振幅,从而模拟出传统鞭炮从清脆到洪亮的不同响声,做到以假乱真。
频率和振幅是声音的“标尺”
很多人分不清声音的“高低”和“大小”,其实这正是由振膜振动的频率和振幅决定的。振膜的振动频率越高,音调越高,声音听起来越尖锐,类似传统鞭炮的“脆响”;频率越低,音调越低,听起来越厚重,类似传统鞭炮的“闷响”。而振膜的振幅越大,声音越强,传播距离越远;振幅越小,声音越弱,传播距离越近。
同时,声音的传播需要介质,电子鞭炮产生的声波,通过空气这种介质向四周扩散,被我们的耳朵捕捉到,我们就听到了熟悉的鞭炮声,这和我们平时听到说话声、脚步声的原理完全相同。
这个春节,当你“点燃”电子鞭炮,听到那熟悉的响声时,不妨多一份思考——每一声鞭炮“砰砰”响,都是物体振动的馈赠和科学的力量。用环保又科学的方式庆祝新春,既守住了年味,也践行了绿色生活理念,让这个春节更有意义。
来源:力学科普