一、固體傳聲
“截竹筒兩枚，空其兩端，各以一面用皮紙冒之，膠封甚固。兩筒紙面相向。，取長數(shù)丈細(xì)線穿過之，使兩人各執(zhí)一筒，一人屬口于此筒之空面，一人屬耳于彼筒之空面，相去數(shù)丈，屬口者隨意言語，屬耳者聽之了了，他人不聞也。”
這是一個證明固體也能傳聲的實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)行初中物理課本也能找到。實(shí)驗(yàn)中的裝置，叫“傳聲筒”，或稱“土電話”。很明顯，當(dāng)有人對著細(xì)線一端的竹筒(發(fā)話筒)講話時，空氣發(fā)生振動，它推動皮紙與細(xì)線振動。此時，細(xì)線另一端的皮紙也跟著振動，這樣皮紙又帶動竹筒(受話筒)內(nèi)空氣振動，把聲音傳給受話的一方。這里，話筒起著“共鳴”箱的作用。在中國古代，有人通過挖掘地道的方法向城內(nèi)發(fā)起進(jìn)攻，為了判辨敵方是否采用這一手段，就得使人偵察。《墨經(jīng)》云：“令陶者為罌，空四十斗以上，固(順)之以薄革，置井中，使聰耳伏罌而聽之，審知穴之所在，鑿穴迎之。”
仔細(xì)分析，上述“傳聲筒”與《墨經(jīng)》中的“聽甕”相似�？梢哉J(rèn)為，“罌”相當(dāng)于“聽話筒”，敵人的地道相當(dāng)于“發(fā)話筒”，而連接地道與罌里的泥土相當(dāng)于“線”。不僅如此，“聽翁”裝置與當(dāng)今有線電話也相似，如果把“聽翁”裝置說成是電話的始祖，應(yīng)當(dāng)是可以使人接受的。
二、刻魚測雨
在中國古代，利用共振效應(yīng)預(yù)測天氣、地震、兵亂的例子不勝枚舉。如：“石鼓，冀縣有天鼓山，山有石如鼓，河鼓星搖動，則石鼓鳴，鳴則秦土有殃”;“陜州黃河有鐘，大水小水常自浮出，每昧朔陰雨之日輒鳴，聲響悲亮，行客聞之莫不愴然”;“康熙戊申六月十七日戌刻，山東、江南、浙江諸省，同時地大震……又天鼓鳴，鐘鼓自鳴”;“漢武帝時，未央官前殿鐘無故自鳴，三日三夜不止。詔問太史，待詔王朔，朔言恐有兵氣。”
漢代有一個奇特的物理實(shí)驗(yàn)，儀器是用玉石雕刻的魚。這種魚可能為橢圓形、中空，髟耆尾皆具。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且贼~的鳴吼來預(yù)測天氣。原文見《西京雜記》：“昆明池刻玉石為魚。每至雷雨常鳴吼，髟耆尾皆動。漢世祭之祈雨，往往有驗(yàn)。”這個實(shí)驗(yàn)巧妙地運(yùn)用了共振效應(yīng)，效果相當(dāng)不錯。使那些不知原理的人。對石魚產(chǎn)生敬仰，并頂禮膜拜。
我們清楚，風(fēng)暴時，強(qiáng)風(fēng)掠過海面會產(chǎn)生次聲波，次聲波和風(fēng)暴怒吼的聲波一起向四面八方傳播，聲波很容易被空氣和大海“吃”掉，唯有頻率很低的次聲波在傳播過程中能量損失慢、傳播距離遠(yuǎn)。加之次聲波比風(fēng)浪速度快許多倍，它能成為風(fēng)暴來臨的警報。但次聲人耳無法分辨，如果能制造一種儀器，將次聲變?yōu)榭陕劼暎敲催@一裝置就成為一種風(fēng)暴報警器。石魚就是這樣一種裝置：它張口，腹空，當(dāng)次聲波不斷對它施以周期性外力時，石魚作受迫振動。若聲波的策動力頻率與石魚的固有頻率成倍數(shù)關(guān)系，石魚產(chǎn)生非線性共振，發(fā)出聲波。其中，高頻部分為可聞聲。此時，石魚“髟耆尾皆動”，其聲學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)為大聲“鳴吼”。
可見，“刻魚測雨”實(shí)驗(yàn)有其堅實(shí)的理論基礎(chǔ)，這些理論是在不斷觀察、分析中總結(jié)出來的。我國漢代就有如此奇妙的實(shí)驗(yàn)，這的確是炎黃子孫值得驕傲的事情。
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