探究物理：解譯聲波密碼

聲音的共鳴故事

唐朝開元年間，洛陽有一座寺院發生了一件怪事：寺裡有一個磬，在沒有人敲打的情況下，常常自己「嗡嗡嗡」地響起來，把寺院裡的和尚都嚇壞了。

那個磬樣子像個瓦缽，放在老和尚的房間裡。老和尚每天早晚燒香念經，都要用椿錘敲磬，磬就發出「噹！噹⋯⋯」的清脆響聲。可是不知怎麼回事，有時候，老和尚並沒有敲它，它卻無緣無故自己響了起來。寺裡的和尚以為出了什麼妖魔，請了許多會法術的人來降妖伏魔，都沒有結果，老和尚疑神疑鬼，嚇得生病。

老和尚有個朋友叫曹紹夔，聽說老和尚病得很厲害，就到寺院裡來探望他。老和尚把磬自己發出響聲的怪事一五一十地告訴他。曹紹夔很懂音樂，會修理各種樂器。他一面聽，一面在心裡猜測。他想：這個磬自己發出響聲，絕不是什麼妖魔作怪，總會有什麼原因。正巧吃飯的時候到了，小和尚到鐘樓裡撞起大鐘，老和尚房裡的磬又響起來了。曹紹夔心裡完全明白了，他笑著對老和尚說：「你明天好好請我吃一頓飯，我來給你除怪。」

老和尚不相信曹紹夔真能除怪，但是看他說得那麼肯定，覺得也許有一線希望，就真的張羅了一桌豐盛的飯菜，把曹紹夔請來。曹紹夔吃過飯，從懷裡取出一把銼，在磬上這兒銼幾下，那兒銼幾下，銼了幾處，他對老和尚說：「你放心吧，磬再也不會自己響了。」

從這以後，磬真的就不再自己響了。老和尚問曹紹夔：「為什麼那個磬被你銼了幾下，以後就不再自己響了呢？」曹紹夔回答說：「這個磬的律跟你們鐘樓那口大鐘的律正好相同。因此，只要鐘樓裡的大鐘一響，這個磬就跟著響起來。我用銼把磬銼了幾下，它們的律就不相同了。所以撞那口大鐘的時候，這個磬就不再跟著響了。」

老和尚聽了這番話，消除心中的疑惑，病也就好了。

曹紹夔所說的「律」就是現在我們所說的樂器的「頻率」。什麼是頻率呢？就是樂器在發聲的時候，每秒鐘振動的次數。老和尚房裡的磬和飯堂裡的大鐘頻率恰好相同，小和尚一敲大鐘，大鐘振動起來，便發出一定頻率的聲波。聲波透過空氣，傳到老和尚房裡的磬上，磬的頻率因為和大鐘聲波的頻率相同，就跟著振動起來，發出了響聲。這種現象，在物理學上叫作「共振」，或叫作「共鳴」。曹紹夔把磬銼了幾下，就改變了磬的頻率。磬的頻率和大鐘不相同，就不會再跟著大鐘發生共鳴了。

磬，是中國古代打擊樂器，用石或玉雕成，懸掛於架上，以槌擊之而鳴。商代已有單一的特磬，周代常有十幾個大小相次成組的編磬。特磬用木槌擊奏。殷墟出土的磬，有半圓形與曲折形兩種，後多作曲折形。周代以來用於雅樂。編磬是由懸掛在木架（古稱「虡」或「簨虡」）上的一系列的磬組成，用小木槌擊奏。各時代形制大小不一，枚數不等。《初學記》卷十六引《三禮圖》：「凡磬十六枚同一簨虡謂之編磬。」清乾隆時玉製的磬各枚大小一律，因厚薄相異而發音不同。

《辭海》上說：磬是「佛寺中敲擊以集僧的鳴器，狀如雲板。姚合〈寄無可上人〉詩：『多年松色別，後夜磬聲秋。』又佛寺中缽形的銅樂器也叫磬。」

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唐朝開元年間，洛陽有一座寺院發生了一件怪事：寺裡有一個磬，在沒有人敲打的情況下，常常自己「嗡嗡嗡」地響起來，把寺院裡的和尚都嚇壞了。

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