關鍵概念
聲音
波
聽力
來自《國家科學教育標準》：能量轉移
介紹
你有沒有試過和離你很遠的人談話，以至於你聽不清對方說什麼？如果不喊叫，很難進行遠距離對話。所以現在能夠使用電話與人交談真是太好了——無論對方是在 100 碼外還是 100 英里外。
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早在出現手機甚至無繩電話之前，所有電話都連線到電線，這些電線有助於傳輸人的聲音（透過電訊號）。您可以使用相同的概念，僅用杯子和一些繩子來製作自己的電話。您打算透過繩子分享什麼資訊？
背景
當我們說話時，我們的聲帶使空氣中的分子振動。（您可以在說話時將手放在喉嚨上來感受振動。）這些振動的空氣分子使周圍的其他空氣分子振動，依此類推，這就是聲音在空氣中傳播的方式。（不同音調的聲音以波的形式傳播，波之間具有不同的間距——或“頻率”。）其他聲源，如吉他、小提琴或鋼琴絃，是振動如何產生聲音的良好例子。
我們的耳朵內部有微小的敏感毛髮。它們拾取振動並將資訊傳遞到我們的大腦，大腦將其解釋為聲音。大腦根據波的頻率或間距將聲音解釋為具有不同的音高或音調。
但是空氣中的粒子比液體或固體中的粒子彼此分散得更開。因此，聲音振動在傳播很遠之前往往會逐漸消失。擁有柔軟的連線材料，例如棉繩——它比空氣具有更高的密度，或給定空間內分子的數量——可以幫助聲波傳播更遠的距離。
材料
• 兩個大紙杯（一次性塑膠杯也可以）
• 兩個回形針或牙籤
• 大約 10 到 30 英尺長的棉繩或魚線
• 安靜的區域
準備
• 在每個杯子底部的中心打一個小孔（對於塑膠杯，您可能需要釘子或其他尖銳工具，因此在完成此步驟時請小心）。
• 將繩子的一端穿過每個杯子的底部。
• 在每個杯子的底部放置一個回形針或牙籤，並將繩子的鬆散端系在上面（夾子或牙籤只是為了防止繩子從杯子底部滑落）。
步驟
• 將一個杯子給你的對話夥伴，自己拿一個。
• 慢慢走開，直到連線杯子的繩子筆直且繃緊。
• 將你的杯子放在耳朵上，讓你的夥伴對著他或她的杯子說話（如果你站得很近，請保持對話相對安靜，但一定要比耳語聲更大）。
• 你能聽到你的夥伴說話嗎？
• 現在你試著對著你的杯子說話，讓你的夥伴聽聽他或她的杯子。他或她能聽到你嗎？
• 試著讓繩子鬆弛。杯繩電話仍然有效嗎？
• 現在，保持你的聲音在同一水平，並保持相同的距離，嘗試在不使用杯子的情況下互相交談。你能聽得清楚嗎？
• 額外：如果你有足夠的空間，看看杯繩電話可以工作多遠。
• 額外：如果你有第三個人在附近，請他們用手抓住繩子的中心。聲音還會傳播嗎？為什麼會或為什麼不會？
• 額外：如果您手頭有其他材料（如紗線、魚線、尼龍繩等），請嘗試一下。不同的材料如何改變聲音的質量或聲音傳播的距離？
繼續閱讀以瞭解觀察結果、結果和更多資源。
觀察和結果
與您在空氣中以相同的音量互相交談相比，使用杯子和繃緊的繩子，您能更好地聽到您的夥伴的聲音嗎？
在此活動中，您的聲音振動了杯子內部的空氣，進而使杯子的底部振動。這些振動傳遞到繩子，然後傳遞到您夥伴的杯子的底部，這使得他或她的杯子內部的空氣振動併成為可檢測到的聲音。當繩子鬆弛時，振動更容易消散，並在途中丟失。（固定電話的工作原理相同，但它們將聲波轉換為電訊號，電訊號可以透過電線傳播得更遠——而且固定電話不必保持繃緊。）
聲音，例如人類的語音，以非常小的波浪傳播——速度非常快（大約每秒 1,126 英尺），這就是為什麼您看不到它或在它穿過杯子和繩子時檢測到延遲。
您有沒有注意到水下的聲音聽起來有何不同？因為水分子的排列比空氣中的分子更緊密，所以聲波在水下更容易傳播——更快更遠。鯨魚和其他使用聲音在水下交流的海洋動物利用了這一事實。科學家認為，鯨魚可以從數百英里（甚至數千英里）之外聽到彼此的聲音——甚至不需要細繩電話！
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清理
從回形針或牙籤上解開或剪斷繩子。回收或再利用您可以使用的材料。
更多探索 “耳細胞主動放大聲音”，來自《大眾科學》 “（不要）加大音量：聲波使鯨魚的歌聲沉默”，來自《大眾科學》 “聲音”活動，來自 NASA Sci Files “頻率、波長和音調”概述，來自 Connexions
《周圍的聲音》，作者：Wendy Pfeffer，4-8 歲
《Janice VanCleave 給每個孩子的物理學：101 個關於運動、熱、光、機器和聲音的簡單實驗》，作者：Janice VanCleave，9-12 歲
接下來…
酵母活了！觀察酵母的生命和呼吸
你需要的材料
• 新鮮的烘焙酵母包（檢查保質期）
• 一湯匙糖
• 開口小的透明塑膠瓶（如水瓶）
• 漏斗
• 小氣球
• 溫水