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火柴盒变身麦克风,偷偷讲话再也不会被抓到啦|科学DIY

| 2019-08-14 阅读 113

本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育

学生党都懂,自习时和同学讲话被老师发现是多么痛的领悟。

有没有办法,让2个人实现隐秘的对话,同时不会被别人听到?

今天就教你用火柴盒制作麦克风,实现远距离私密通讯。

关键概念

换能器,碳粒式麦克风


材料和操作

火柴盒

铅笔若干

裁纸刀

电池一个

带电线夹子的导线(网上买大概1根1块钱不到

耳机一副

制作方法非常简单,看下面的视频。

点击播放视频

@DHax

1 把铅笔里的铅笔芯(石墨)弄出来。

2 在火柴盒上扎4个洞,然后把2根铅笔芯穿进去。再在2根铅笔芯上架一根短一点的铅笔芯。

3 连上导线和电池,然后连上耳机,就可以用了。

用的时候,一个人戴着耳机,另一个人对着火柴盒说话,戴着耳机的人就可以听到火柴盒传来的声音。

当然了,2个人如果距离很近,就体现不出火柴盒麦克风的效果。最好用长一点的导线,这样在远距离也可以听到对方的声音了。

火柴盒的应用嘛…大概方便在自习的时候给远距离的同学秘密说话吧。(老师们正在怒气冲冲地赶来!救命!)

原理

好玩是好玩,那么原理是什么呢?

先说一下麦克风的原理。

麦克风是一种换能器transducer,它可以把声能转化为电能,把声音的信号转化成电信号。

在普通麦克风里,有一些振动膜(一般来说是铝箔或是塑料薄片)可以随着声波而振动。接着,麦克风里的元件(线圈和磁铁)可以把振动膜的振动转化为电信号,通过导线传导到耳机或扬声器里。

麦克风的原理。1是声波,2是振动膜。

那么,火柴盒麦克风是怎么把声音转化为电信号的呢?

其实,我们造出的,是英国发明家戴维·爱德华·休斯(David Edward Hughes)在1878年左右发明的碳粒式麦克风(carbon microphone)。爱迪生据说也同时发明了这种碳粒式麦克风,还和休斯吵了起来。

戴维·爱德华·休斯

碳麦克风的原理是这样的,石墨是由碳形成的,是电的良导体。

休斯发明的碳粒式麦克风,A是碳棒,它松松地插在导线之间,因此可以随着声波振动。B是电源。

当声波使石墨棒振动时,就会使石墨棒和电线接触点的电阻略微发生变化,从而改变电流的大小。通过这种方式,声音信号就被转化为了电信号。

你可以想到,在我们的火柴盒麦克风里,架在2根石墨棒上的那根孤单的石墨棒也会随着声波振动,它和其他2根石墨棒的接触点的电阻也会随着振动改变,从而影响电流大小。

休斯和爱迪生不同,他当时并没有把自己的发明申请专利,而是把它献给了全人类。麦克风的英文 microphone 也是他创造的。

后来,碳粒式麦克风发生了进化。新的碳粒式麦克风把碳粒夹在两片金属片之间,声波使金属片振动,从而改变中间碳粒的电阻,进而改变电流。

老式电话里的碳粒式麦克风(上)以及原理(下)

在20世纪20年代,在真空管被用于电话之前,电话里用的大都是这种碳粒式麦克风。它的制造成本低,输出信号强,直到20世纪80年代的电话仍然在使用碳粒式麦克风。


亲爱的小伙伴们,

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