振振有詞 - 談麥克風製作

振振有詞-談麥克風製作 • 研究目的 • 研究問題 • 文獻探討 • 研究器材與設備 • 研究過程 • 發現 • 討論 • 結論

研究目的 • （一）了解現在老師使用之麥克風的缺點 • （二）探討影響聲音共鳴響度的因素 • （三）設計製作理想的教室用共鳴式麥克風 • （四）培養從事科學研究的方法與態度

研究問題 • （一）有線和無線麥克風在教學使用上各有何優缺？ • （二）若要使聲音共鳴響度增至最大，需要多少體積的共鳴箱？ • （三）什麼狀況下的共鳴麥克風最適合教室教學使用？

文獻探討 • （一）麥克風的功用：如同唱頭、耳機及喇叭一樣，麥克風是一種傳聲器，換句話說是一種能源轉換器。它感應音波，轉換成相同的電流，再放大輸送至喇叭及耳機，此時的聲音由麥克風轉至喇叭不會有特別的改變。

（二）回授(Feedback)：簡單的說回授是聲音效應的一種狀態，當聲音被麥克風收音後經由喇叭放大，當重覆再度收音再度放大時，逐漸地整個錄音系統會有一連串的回音產生，直到聲音漸漸消失。

（三）動圈式麥克風：經調查，在網頁資料裡與老師一般教學用麥克風種類最類似（三）動圈式麥克風：經調查，在網頁資料裡與老師一般教學用麥克風種類最類似 • 動圈式麥克風前端的振動膜由聲音產生振動，在磁力系統的磁場被移動的線圈切斷時，會造成感應於線圈上產生電流。動圈式麥克風以穩定及耐用著名，它不需要外接電源，可以平穩的收音。高輸出電平絕對足夠直接使用於各種的麥克風輸入端子，同時具備很好的訊噪比。

研究器材與設備 • （一）器材：瓦愣紙板、厚壁報紙、洋芋片長型紙筒、100ml、150ml、 250ml、400ml燒杯、150㎝捲尺、 30㎝直尺、剪刀、美工刀、膠帶、雙面膠 • （二）設備：麥克風、分貝計（TES- 1351）、手機（Panasonic GD75- 三和絃鈴聲）

研究過程 • 初步研究： • （一）手機靠近玻璃杯時，藉著人耳即可分辨出聲音響度變大且清脆，更可聽出平常不明顯的馬達「喀達喀達」振動聲；若將玻璃杯密封，聲音會明顯變小且較悶

（二）訪問結果： • 1.教室的麥克風會出現嗡嗡.吱吱ㄉ雜音 (有線的較多) • 2.無線麥克風耗電量大，需要經常更換電池，音量有時不易控制 • 3.有線麥克風音質較穩定，但老師無法同時用雙手拿課本、教具和粉筆

（三）實驗中採用手機鈴聲響度刻度1，經過測量約為54.4dB（三）實驗中採用手機鈴聲響度刻度1，經過測量約為54.4dB • （四）實驗中手機緊靠測試物，分貝計於直線距離140㎝處測量結果，測3次取其平均值

發現 • 實驗1：取100，150，250，400ml容量之燒杯，分別以正立、開口朝手機、倒立、開口背對手機的方式測量手機鈴聲經共鳴後的響度變化，並紀錄 • 1.100ml及150ml的燒杯擴音效果在倒立時較 • 2.250ml及400ml的燒杯擴音效果在正立時較好 • 3.由實驗數據可歸納出最大值為100ml燒杯倒立時的57.2dB，與原鈴聲響度比較後，約有3dB的變化

實驗2：製作每邊長分別為10㎝、15㎝、20㎝及25㎝之正方體瓦愣紙箱，各挖空一個底面分別以正立、開口朝手機、倒立、開口背對手機的方式測量手機鈴聲經共鳴後的響度變化，並紀錄 • 發現：1.比較所有數據，103㎝3的瓦愣紙箱在正立的時候有最好的擴音效果 • 2.與原鈴聲響度比較後，除了103㎝3與153㎝3有擴音效果之外，其餘的都有響度減弱的現象

實驗3：製作底面積為100㎝2正方形，高分別為10㎝、20㎝及30㎝之長方體瓦愣紙箱，各挖空一個底面，分別以正立、開口朝手機、倒立、開口背對手機的方式測量手機鈴聲經共鳴後的響度變化，並紀錄實驗3：製作底面積為100㎝2正方形，高分別為10㎝、20㎝及30㎝之長方體瓦愣紙箱，各挖空一個底面，分別以正立、開口朝手機、倒立、開口背對手機的方式測量手機鈴聲經共鳴後的響度變化，並紀錄

討論 • （一）起先幾次實驗數據忽大忽小，可能是一開始設定300㎝的收音距離太遠，使分貝計無法準確測出擴音的響度 • （二）在實驗進行時容易受到外在噪音干擾（如施工、電扇……等），導致實驗常常必須中斷重做 • （三）在瓦愣紙箱製作時，不容易找到相同厚度的箱子裁切

（四）整體而言，錐狀筒的擴音效果最好，根據資料敘述，聲音由小孔進入可得到筒壁的反射，使聲音在傳出去時響度不變 • （五）經由燒杯共鳴的聲音較為清脆，且有明顯的手機震動「喀達喀達」聲 • （六）在瓦愣紙箱的實驗中，有些數據測得的分貝值比原來手機響度要小，可能是瓦愣紙板中間的空隙吸收掉了

（七）由瓦愣紙箱的實驗結果分析，體積較小的箱子效果較好，可能因為裡面距離較短，聲音在裡面反射較多次的緣故 • （八）經由實驗的結果可知，錐狀筒和圓柱體的擴音效果最佳，設計時或許可以模仿音叉的形式，把柱狀的共鳴管插在長方體盒子上製作

結論 • （一）玻璃燒杯的擴音效果由佳至差分別為150ml＞250ml＞400ml＞100ml，又放置方式是以正立＞倒立＞開口朝手機＞開口背對手機 • （二）正方體瓦愣紙箱的擴音效果由佳至差分別為103㎝3＞153㎝3＞203㎝3＞253㎝3，又放置方式是以正立＞開口朝手機＞倒立＞開口背對手機

（三）長方體瓦愣紙箱的擴音效果由佳至差分別為高10㎝＞30㎝＞20㎝，又放置方式是以開口背對手機＞正立＞倒立＞開口朝手機 • （四）將手機放在開口上方對擴音效果影響不大 • （五）錐狀筒擴音效果最佳，又以原來正方形面積為252㎝2的效果尤為顯著，其餘為102㎝2＞152㎝2＞202㎝2

（六）將錐狀筒以小孔相接，擴音效果會變差 • （七）圓柱體擴音後聲音很響亮，且在10㎝高時效果最佳

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