从“发现”到发明——儿童健身音乐玩具的发明过程

作者: 毛晨曦湖南省长沙市第九中学

上学期,我为了发明多功能雨衣,买了两根塑料软管,准备将其破开后粘在雨衣两侧的边上,作挡雨水与引流的水槽用。

一天,我无意间拿起一根管子甩着玩时,却听到了一种很特别的声音,我觉得很奇怪,立即停下来思考,初步认为这声音是由于被甩动的管子端,在空气中运动时产生振动而发出的。随后我想,是否能利用这个小小的“发现”,发明一种能产生音乐的新玩具呢?

于是，我利用课余时间,开始认真地琢磨起来。我买回一大堆粗细不同的塑料软管,一有时间就甩动着管子思考着,想找到突破口。可弄了好一阵子,每根管子都只能发出单一的声音,事情毫无进展。一次,我又甩动一根管子时,发现没有甩动的一端管口却能吸进小纸屑。这股气流是怎样产生的呢?

这时,我才意识到自己以前认为管子发声的原因是不正确的。管子发声的部位到底在哪儿呢?通过反复试验,我将甩动管子的手不断向握住管子另一端未动的手靠拢时,声音渐渐减小,当两只手靠拢时,无论我怎样甩动管子的另一端,任何声音也没有,由此发现声音是由两手间的管子发出的。这其中的道理我一时弄不明白,只好请教辅导老师。老师二话没说,便带我到图书馆查找有关资料,请教有关专家。

通过一段时间的努力,我终于了解到这种现象涉及到流体力学原理。简单地说,管子发声的根本原因就是被甩动的管子一端管口在空气中高速旋转,管口处气流速度快,气体压强相对较小,而没有甩动的管子管口处的气流速度小,气体压强相对较大,这样就形成了气压差,使管内出现一股气流。正是因为管内的这股气流使两手之间的管子振动发声。但由于这股气流较小,所以无论你怎样甩动管子的另一端,管子的振动频率都没有多大变化。原来的思路不行，我只得另想办法。

通过一段时间的观察与思考,我想到了竹笛、唢呐等乐器,运利用其中的某一件与软管有机结合，以获得理想的效果。实践证明,这种方法行不通。还有其他办法吗?正当我感到十分茫然的时候,音乐课堂上老师的定音哨给了我启示。随后,我将一软管不甩动端的管口封住,并在距该管口约3厘米处扎一小孔,将定音哨插入孔中,当甩动管子的另一端时,定音哨发出了悦耳的声音。

初步的胜利让我信心倍增。后来,在老师的指导之下,我终于用口琴段与软管巧妙地组合,完成了这项发明。它集健身、娱乐、开发右脑于一体,还可提高少年儿童音乐素养,陶冶情操,极有推广价值。

儿童健身音乐玩具

该发明由甩管、演奏管、按孔、簧片等组成。使用时,一只手握住演奏管,一只手挥动甩管,使其旋转,簧片发声。手指在按孔处按照一定规律按、放,便可产生音乐;随着音乐节拍跳动,便可健身；左手和右手协同配合即可开发右脑;同时，它还具有培养少年儿童音乐素养、陶冶情操的功能。