利用聲音於風扇轉速的量測

專題名稱利用聲音於風扇轉速的量測

專題描述每當我看著天花板上的吊扇在旋轉時,我都會很好奇到底轉多快呢?老師說可以利用轉速計進行量測,後來我們發現不同轉速下聽到的聲音也有點不太一樣,因此我們想了解是否可以從錄下的聲音得知風扇或馬達轉得多快呢?於是開始了我們這次的小論文研究。

隊伍名稱認真的論文組

指導老師龔瑞清 

參賽學生林嘉芸 蕭翔  

序號檔案內容上傳者最後修改
10作者 徐彭伯堯、古長霖、蔡立民、傅學聖
來源 台灣網路科教版
描述 藉由轉動有皺摺的管子產生的聲響所收到的波,經由快速傅立葉轉換(FastFourierTrans-form)分析,發現產生駐波(此駐波是以方波的方式存在而非正弦波),並觀察經傅立葉轉換後的共鳴頻率分布,探討螺紋的有無、管子長度、開口大小以及角速度等變因的相互關係。
林嘉芸2021/10/8 下午 12:52:00
9作者 林正鴻;辜莉婷;楊昕
來源 台灣網路科教版
描述 本研究運用自行設計製作的器材,測量風力吹襲風車之受力大小。同時探討風扇扇葉裝置角度和扇葉多寡是否影響轉動速度,最後探討擾流板對整體風車的影響。
林嘉芸2021/10/8 下午 12:50:56
8作者 沈子耕
來源 台灣網路科教版
描述 一個裝有水的玻璃杯,用喇叭撥出大聲的聲音,便能觀察到共振的現象發生,玻璃杯將會不停的震動,甚至導致破裂。本研究將會藉由傅立葉轉換(Fourier transform)來分析玻璃杯的振動頻率組成,並進一步探討頻率峰值的來源。另外我們也研究了不同水位的高低以及液體密度對於共振頻率的影響,並以能量守恆的觀點進一步推導出玻璃杯的振動方程式。最後我們也觀察到了higher harmonic,並且發現non-linear dispersion relation的現象,顛覆了我們常對於 f∝n 的觀念。
林嘉芸2021/10/8 下午 12:50:23
7作者 余承勳、彭士軒、何弘達
來源 台灣網路科教版
描述 本實驗主要探討一般家用電風扇葉扇角度對輸出風力的影響,在過程中藉由改變葉扇的角度及面積,探討電能功率轉變成輸出風力功率的情形。實驗中,我們假設葉片和空氣分子間的碰撞為彈性碰撞,並以此假設提出理論模型。再利用葉扇角度為0度角時,所測得轉軸處消耗的功率為背景,分析討論各種葉扇寬度及角度所對應的輸出風力功率,期望能從中找到較理想的葉扇角度。從實驗結果,我們發現要使向前輸出風力較大,其中一個方法是將角度調小來提高轉速,但因電風扇馬達的設計,若轉速過大會在轉軸處消耗更多的能量。所以需藉由調整葉扇的角度及面積,得到較佳的向前輸出風力或是較好的能源效率比。
林嘉芸2021/10/8 下午 12:46:18
6作者 林坤祥、張博文、葉嘉容、陳正偉
來源 台灣網路科教版
描述 民俗技藝中有一項童玩─「竹製的響螺」,經由在自然科學研習社的活動過程,我們發覺以底片盒所製成的的響螺,也具有相同的效果。進一步在實驗中了解到其頻率與多項因素有關,因此想藉由自行設計的工作平台進行頻譜數據量取,而從所得數據分析發現:一、響螺在垂直地面旋轉時並無法發出聲音,但當與地面不垂直時反而會發出聲音;由此可知,響螺是在不垂直地面的情況下與空氣有較劇烈摩擦進而在筒內產生共鳴。二、當響螺傾斜時,它的特徵頻率會隨著傾斜角增大而有先降低而後升高的現象發生,此與空氣摩擦程度有關。三、響螺之轉速愈快,特徵頻率會愈大,但增加到某一程度時其特徵頻率會回到較低之頻率。四、響螺的缺口如果加長或加寬皆會提高其特徵頻率。五、缺口厚度較薄會使特徵頻率降低,但會使響度加大。六、缺口受風邊如果是凸出則特徵頻率較低,反之凹陷時會較高七、響螺之材料與管子直徑皆不影響其特徵頻率。八、響螺管子愈長,其特徵頻率會愈低,反之則較高,但太短的共鳴管所產生之特徵頻率需修正為八分之一波長的共振。
林嘉芸2021/10/8 下午 12:44:42
5作者 柯政全、徐中宜、崔鴻聲、浦建東
來源 台灣網路科教版
描述 壤我們了解到示波器如何顯示波形再測頻率的原理,使用更簡明的方法,測出聲音頻率
林嘉芸2021/10/8 下午 12:41:33
4作者 林啟修,宋明裕
來源 https://proj.ftis.org.tw/eta/epaper/PDF/ti046-3.pdf
描述 低頻噪音與控制
龔瑞清2021/10/8 上午 01:04:43
3作者 祁忠勇
來源 https://web.math.sinica.edu.tw/math_media/d184/18403.pdf
描述 FFT與訊號處理簡介
龔瑞清2021/10/8 上午 01:00:34
2作者 檔案內沒有講
來源 http://wp.chjh.tp.edu.tw/blog/shingfu/files/2012/11/wave-sound.pdf
描述 講述了波和聲音的各種特性
蕭翔2021/10/7 下午 12:52:47
1作者 施惠
來源 http://case.cy.edu.tw/mediafile/4220012/knowledge/391/777/1149/2013-8-27-9-14-20-nf1.pdf
描述 裡面講了聲音的特性,還有聲音在樂器上的應用
蕭翔2021/10/7 下午 12:48:13

序號封面照內容說明上傳者最後修改
10類別 相簿集
名稱 教室的風扇
說明
我們為了探討轉速與葉片的關係,用了與家中風扇不同葉片數量的教室風扇。(三片葉片,馬達機能差不多)
林嘉芸2021/10/8 上午 04:40:04
9類別 相簿集
名稱 測量風扇的轉速
說明
測量風扇七檔的轉速。發現大約數值為1208。
蕭翔2021/10/8 上午 04:30:28
8類別 相簿集
名稱 測量風扇的轉速
說明
在測量第六檔的轉速。轉速大約為1089。
蕭翔2021/10/8 上午 04:28:00
7類別 相簿集
名稱 測量風扇的轉速
說明
正在測量第5檔轉速中。發現轉速大約為856。
蕭翔2021/10/8 上午 04:26:31
6類別 相簿集
名稱 測量風扇的轉速
說明
在測量葉片為五的電風扇的4檔轉速。用轉速計測量的結果大約為745。
蕭翔2021/10/8 上午 04:25:56
5類別 相簿集
名稱 分工合作的開始
說明
尋找實驗要探討的主題和相關資料
蕭翔2021/10/7 下午 01:08:50
4類別 相簿集
名稱 測量風扇的轉速
說明
測量風扇第三檔的轉速,發現轉速為614。
蕭翔2021/10/7 下午 12:26:39
3類別 相簿集
名稱 剛拿到轉速計
說明
剛拿到轉速計,和隊友正在發掘如何使用,並用手模擬電風扇轉的樣子。
蕭翔2021/10/6 下午 03:21:38
2類別 相簿集
名稱 開始的討論
說明
與隊友在電腦教室討論的照片,當時的題目找了很久.....
林嘉芸2021/10/6 下午 03:14:07
1類別 相簿集
名稱 確認風扇的葉片數量
說明
我們在做實驗之前為了探討葉片數量是否和轉速有關,所以先把實驗用的風扇拍下來。
蕭翔2021/10/6 下午 03:13:32

序號內容上傳者最後修改
8作者 蕭翔
標題 最後的一週
內容
在最後的一個禮拜,我們將報告順利地完成了,但是藏書閣和檔案庫還沒有什麼進展,有點緊張,但幸好在上傳檔案的最後兩天有許多進展並完成了藏書閣和檔案庫!

蕭翔2021/10/8 下午 12:31:42
7作者 林嘉芸
標題 找資料的過程
內容
我們的實驗完成了,報告也已經處理好了。現在要擔心的反而是檔案庫跟藏書閣的進度!不知道是不是因為這項實驗實在偏向冷門,上網Google搜尋寫到「聲音」或「頻率」較多的科學類文獻報告大多都偏向噪音,我們只好另闢蹊徑,只好把搜尋的方向轉到傅立葉轉換、單位與原理上了。

林嘉芸2021/10/8 上午 04:18:03
6作者 林嘉芸
標題 實驗過後的結果
內容
原本很擔心得實驗結果,這次做得很成功!(心裡有一點小小的得意),我們現在正在把實驗過後得到得數據做成圖表,已經開始進到趕報告的階段了!

林嘉芸2021/10/8 上午 04:05:29
5作者 林嘉芸
標題 實驗的一開始
內容
我們為了探討風扇檔速的不同與聲音的關係,我們在做實驗的時候在想是用轉速計直接量測比較準呢?還是錄音後使用工程軟體Matlab進行分析的結果較準確呢?我們上一個題目要做的實驗因為大失敗所以都很擔心這次題目做出來的實驗數據會不好,不過還沒有進行分析所以還不知道,希望這次得實驗可以成功。

林嘉芸2021/10/8 上午 03:58:24
4作者 蕭翔
標題 實驗到結果的心情
內容
老師要我晚上回家錄下風扇在不同檔位下的聲音,回到家後,我發現環境中有許多的聲音可能會影響實驗的結果,所以原本想像中很簡單的錄音其實也重錄了多次。隔天,老師要我用轉速計測不同檔位的轉速,結果很快就完成了。又隔一天老師分析了實驗了結果,發現其中有關連,我當下很開心。

蕭翔2021/10/4 下午 12:42:46
3作者 林嘉芸
標題 討論的開始
內容
在一開始連隊友都還不知道的時候我就被老師問說要不要參加小論文了。有上次參加過一次的經驗,我知道過程很辛苦,但實驗的過程還是很有趣的。希望這次的表現可以比上次的表現還要更進步。隊友也跟上次的隊友不一樣了,希望我們兩個人也可以合的來。在決定了組別後,我們開始討論題目要做甚麼,在討論題目的時可考慮了很久,最後選擇了我們兩個都有茶包天燈原理的題目來製作。但後來我們發現網路上的實驗完全沒有成功,最後我們決定用老師想的聲音實驗來做。

林嘉芸2021/9/24 下午 12:40:28
2作者 蕭翔
標題 小型的試驗和轉折
內容
下午,老師給我們兩人一人一個茶包,要我們回家進行實驗,並錄下影片上傳。回到家後,我們進行了實驗,但都以失敗告終,我們推測是茶包的材質與大小問題,所以我們改用可以達到同樣實驗效果的吸油面紙來實驗。但是使用吸油面紙在家試驗許多次後,還是以失敗告終。隔天,老師幫我們想了個新主題,我們也很有興趣,所以我們採用了老師所想的主題。

蕭翔2021/9/24 下午 12:34:48
1作者 蕭翔
標題 突然的分組
內容
在中午午休時,突然有人叫我們班參加科探社的成員去電腦教室。進入電腦教室後,看到了有許多的人,幾乎沒有空位,有許多人已經分好參加小論文比賽的組別。原本和國小時的同學一組,但之後他突然決定要和他班上的同學一組,所以老師決定我和班上的同學一組,也提供了茶包天燈這個主題讓我們參考,最後我們也選定了茶包天燈這個主題來研究。

蕭翔2021/9/15 下午 12:58:28

序號封面簡介(摘要)上傳者最後修改
8書名 百變博士8:翻天覆地的聲音
作者 作者: 李在允 譯者: 蟲子男爵
出版社 晨星出版社
簡介(摘要)
藉由詼諧幽默、博學多才的角色──百變博士,帶領讀者了解各項生物、物理科學等知識。深入淺出的敘述方式帶入主題,並輔以簡單的小實驗說明原理,透過富有美術感的趣味插圖瞭解科技時事,輕鬆漫畫加深讀者對於內容的印象。
  本系列可配合國小、中年級「自然與生活科技」課程,既可作為理化科和生物科打下紮實基礎的參考書,書中的小實驗更可以當作學校老師上課的好教材!
  第一套不講公式,一看就懂的兒童科普書!
  本書適用於國中自然與生活科技學習領域一起學習。
  大家好,我叫蒂姆。我是在管弦樂隊演出時常出現的定音鼓。
  定音鼓是鼓的一種,而我則是定音鼓中最小的一種。
  我被朋友們稱為聲音將軍,因為沒有比我更響的鼓了。
  在稍後的管弦樂演奏會中,讓大家見識一下我的風采。
  下面,就請跟我一起去進入聲音的世界去旅行吧。
  咚咚咚咚~咚咚咚咚~
  聲音用處多,喇叭聲是車子來  
  叮咚聲是客人到,響亮的鐘聲是下課了
  沒有聲音會怎樣?
  如果世界少了聲音,或許我們就可以不用聽到媽媽叫我們起床的怒吼聲,但我們也會少了很多樂趣,例如幫喜歡的球隊加油、聽動人的樂聲,而且我們可能會遇到更多危機!當汽車快速通過時,我們很有可能會因為聽不到喇叭聲,而險些被車撞到!所以聲音對我們來說,真是不可或缺呢!
導讀
本系列以「生活科學」的概念為主題,除了能將讀者與科學的距離拉近,進而產生親切感外,也彰顯出科學與生活的密不可分,「物質組成科學,而科學造就生活。」,教你如何動手做實驗學會理論,人人都是小小科學家。
林嘉芸2021/10/8 下午 01:05:23
7書名 可怕的科學──聲音的魔力
作者 作者:Nick Arnold 譯者:本書沒有寫
出版社 山邊出版社
簡介(摘要)
本書屬於山邊出版「可怕的科學」系列。
天地間,充滿了大叫、大喊、尖叫等各種聲音、噪音……
一個音符,能使一個心境平和人頓時大發雷霆!
一種怪音,能令人一聽就急急上廁所!
一聲尖叫,能震動大量積雪,引致雪崩!
快快翻開本書,感受聲音的魔力吧!
導讀
裡面有寫到許多關於聲音的原理,因為主要是寫給國小生看的,所以有許多的圖片,讀起來還蠻有趣的。
林嘉芸2021/10/8 下午 12:58:31
6書名 數字音頻基礎及應用
作者 王志軍
出版社 清華大學出版社
簡介(摘要)
系統地介紹數字音頻的制作方法、步驟和技巧,包括人聲、音樂、音響的采集、錄制、修改及最后加工合成。
本書通過實例詳細介紹數字音頻制作方法,使學習者可以舉一反三,學習使用AdobeAuditionCS6音頻處理軟件,在制作影視及動畫作品過程中能更加得心應手地處理音頻信息。
此外,還介紹影視作品中聲音的作用和剪輯原則,詳細講述廣播劇的制作過程和方法,並通過動漫作品、影視劇、紀錄片、影視廣告等影視作品中的音樂、音效賞析,提高讀者的音頻信息處理技能和藝術素養。
本書可以作為高等院校、職業院校數字媒體相關專業的教材,也可以作為數字媒體技術從業者的參考書。
導讀
這本書裡有介紹到聲音以及頻率的相關關係。還有介紹到音頻發現的歷史過程,是把聲音的科學原理寫得很詳細的書。
林嘉芸2021/10/8 下午 12:33:00
5書名 語音聲學:說話聲音的科學
作者 鄭靜宜
出版社 心理出版社
簡介(摘要)
我們每天都可以聽得到的語音,其中蘊含什麼奧妙呢?各種語音(子音、母音)應該怎麼分析呢?華語和英語以及其他語言的語音有何不同呢?聽和說之間又有什麼關連呢?
  本書共有十八章,內容涵蓋廣泛,包括物理聲學基礎、語音信號處理、語音學、聲學分析和語音心理聲學等。並以本土語音的特性分析為主,同時兼容並蓄地涵蓋其他世界語音,是有志於從事語音聲學研究者不可或缺的參考工具,更是語言治療、語言學學生學習語音聲學的最佳良伴。
導讀
這本書不只有科學,還有涵蓋心理學的知識在裡面。我覺得這是一本很不錯的書籍。
林嘉芸2021/10/7 下午 12:58:52
4書名 玩轉聲音:生物律動特展互動筆記書
作者 林怡萱 王凌卿 吳聖慧
出版社 國立台灣科學教育館
簡介(摘要)
展覽可以提供大眾一個探索學習的場域,訓練想像力、刺激觀察力、豐富思想與欣賞多元的文化。本書除了記錄了本館與都柏林的三一學院「科學藝廊(Science Gallery)」合作之「生物律動Biorhythm」特展中精采的作品,也介紹臺灣科學教育館中一系列與聲音有關的展品。這不只是一本書,也是關於創作的邀請,隨書附上的電子音樂鉛筆「自造」(make)的相關材料,封面加上了導電銅的材質並留下內頁大量的空白,希望這本書也是一個關於聲音科學遊戲的體驗,記錄讀者創作的足跡。
導讀
這本書有寫到許多有關於聲音的實驗,同時也有詳細詳解其原理。是一本想對聲音原理想多加了解的人可以看這本書。
林嘉芸2021/10/7 下午 12:54:31
3書名 神奇酷科學9:驚天動地的聲音
作者 尼克.阿諾 (簡介無填寫譯者)
出版社 小天下出版社
簡介(摘要)
1.幽默生動的說明文字:
敘述活潑生動,文字遊戲也玩到極致, 但不因此減損科學的正確性,所有的內容都經過專家的詳實考證,讓孩子在哈哈大笑中學習到紮實的科學知識!
2.畫龍點睛的圖解插畫:
以爆笑的插畫和圖解輔助文字,強化孩子的記憶與聯想力,但又不以過多的圖像打擾思考。
3.生活化的創意實驗:
從日常生活取材,設計出簡單又有趣的科學實驗或自然觀察,讓孩子邊玩邊學,體驗令人驚笑連連的科學現象與自然奧祕。
4.深具啟發的科學軼聞:
收錄不為人知的科學軼聞,包括科學家的失敗經驗,以及在科學知識不普及的時代一般人所抱持的瘋狂信念,讓孩子深入科學發展的真相,啟發無限的創意。
5.強化記憶的爆笑測驗
打破一般測驗卷枯燥乏味的形式,以爆笑的問答作為知識的糖衣,可強化孩子學習的興趣與記憶。
◎聲波為什麼可以震碎玻璃?
◎什麼聲音會讓腸子不停的翻滾?
◎為什麼放屁這麼大聲?
這些答案都可以在《驚天動地的聲音》裡找到。
世界上充滿各種聲音,有的使人身心愉悅,有的卻會讓人大發雷霆……快來體驗聲音的魔法吧!本書將揭示聲波是如何產生與傳播,以及如何形成噪音、樂音以及千變萬化的聲響。
導讀
要「酷」不要「盲」!
陳雅茜/「神奇酷科學」系列策畫  
這裡有幾道人文題目與科學題目,先來試試自己能夠答對幾題:
人文題:
1.曹雪芹寫了什麼?
2.曹雪芹是什麼時代的人?
3.浮士德是誰寫的?
4.道德經是誰寫的?
科學題:
1.James Watson做了什麼?
2.人為何不能把自己抱起來?
3.什麼是牛頓第二定律?
以上這些是出現在一場人文與科學大師對談的題目。其中,人文與科學背景的兩位大師,各出了幾道題目互考彼此,同樣是領域中的基本題目,結果卻很不同。科學大師幾乎答對了所有人文題;而人文大師,則對科學題完全無解。
這個結果,同時反應了臺灣社會普遍的「科學盲」現象。
許多人不是在求學階段就對科學知識敬謝不敏,就是長大後忘個精光。由臺灣媒體常見的諸多迷信議題,與荒謬不可思議的偽科學報導,也能對臺灣人盲視科學的現象略知一二。
追根究柢,或許是從小以來,科學就被視為一種較為困難與枯燥的科目。教材本身的寫作不是那麼容易親近,坊間出版品也多以情節取勝的文學作品或故事為主流。即使是有心接觸的讀者,也難以取得足夠吸引人入門的科學讀本。
林嘉芸2021/10/7 下午 12:50:48
2書名 科學實驗王 16 波動的特性
作者 作者:Gomdori co. 譯者: 徐月珠
出版社 三采出版社
簡介(摘要)
介紹光的粒子性和波動性的特徵,並分析各種波的波形,以及反射、折射、干涉、共振等性質,探究肉眼看不見的能量和原理。
導讀
雖然裡面講述著科學原理,但作者使用了漫畫的方式讓這本書讀起來不無聊。如果對聲音或波動的主題有興趣的話可以看看這本書。
林嘉芸2021/10/7 下午 12:45:38
1書名 小牛頓實驗王:聲音與波動
作者 小牛頓科學教育有限公司
出版社 化學工業出版社
簡介(摘要)
本冊的內容是聲音與波動,小牛頓實驗王,從生物秘密、生活物理、生活化學、氣候變化等領域,向同學們展示了好玩的科學實驗,動手操作性強。裡面還有附上實驗影片,讓我們理解實驗觀念。
導讀
裡面有詳細解釋聲音及頻率的特性,想要對聲音有更進一步了解的人推薦可以看看這本書。
林嘉芸2021/10/7 下午 12:40:51

序號書面報告說明上傳者最後修改
1說明 利用聲音於風扇轉速量測蕭翔2021/10/7 下午 07:09:50