激光竖琴

激光竖琴是指一架没有琴弦的竖琴，取而代之的是明亮的光束，使用者只需拨动光束，便如同拨动了琴弦，依然可以演奏一段旋律。

激光琴

物理现象

美国研制成一种没有弦的激光竖琴。竖琴与电子计算机连接 ,使用时 ,演奏者用手指在琴上弹奏 ,计算机结口会配合手指的弹奏改变声音。随着手指的快速移动 ,就能产生轻快、响亮的音乐 ,弹奏速度减慢便会响起圆润、柔和的音乐。

原理探究

八个激光管发出的光束作为琴弦，用容易找到的纸盒做琴架，用电池及开关控制整个系统的通断。利用单片机控制播动激光琴弦时发出不同频率音调的声音。
用激光当做虚拟琴弦，手拨到琴弦时会发出相应的音调，从而达到模仿竖琴演奏简单乐曲的目的。
人耳能听到的声音频率为20Hz至20kHz，竖琴音符频率也应该在此范围。通过51单片机自带的16位定时器就可以产生上述音频。

发射部分

　八个激光管模仿竖琴琴弦激光竖琴
激光管发射的集中且亮度较高的红外线有利于感应部分的光敏电阻较敏感的感应光亮变化从而产生较明显的阻值变化。

感应部分

光敏电阻和AT89C52单片机两部分部分组成激光管发射的光束被挡住时，对应的光敏电阻感应并产生阻值变化，八个光敏电阻组成的系统产生高低电位的变化，并由单片机读取光敏电阻高低电位变化，完成操作指令的输入，单片机根据指令信息来控制数据通过串行口传输数据，既对接扬声器的p0^2口和接流水灯的p1口进行赋值，使其产生相应的反应。

响应部分

扬声器与发光二极管构成
8w的扬声器负责发出声响，八个发光二极管构成流水灯，可以对应竖琴琴弦发出不同频率的音调而闪烁。

知识关联

振动与波动

一、波的产生和传播

当用手拿着绳子的一端并作上下振动时，绳子上将形成一个接着一个的凸起和凹陷，并由近及远地沿着绳子传播开去，对这一现象我们一定不感到陌生。这一个接一个的凸起和凹陷沿绳子的传播，就是一种波动。显然，绳子上的这种波动，是由于绳子上手拿着的那一点上下振动所引起的，对于波动而言，这一点就称为波源绳子就是传播这种振动的弹性介质我们可以把绳子看作为一维的弹性介质，组成这种介质的各质点之间都以弹性力相联系，一旦某质点离开其

平衡位置，则这个质点与邻近质点之间必然产生弹性力的作用，此弹性力既迫使这个质点返回其平衡位置，同时也迫使此邻近质点偏离其平衡位置而参与振动。另外，组成弹性介质的质点都具有一定的惯性，当质点在弹性力的作用下返回平衡位置时，质点不可能突然停止在平衡位置上，而要越过平衡位置继续运动。所以说，弹性介质的弹性和惯性决定了机械波的产生和传播过程。

在波的传播过程中，虽然波形沿介质由近及远地传播着，而参与波动的质点并没有随之远离，只是在自己的平衡位置附近振动。所以，波动是介质整体所表现的运动状态，对于介质的任何单个质点，只有振动可言。

弹性介质是产生和传播机械波的必要条件：弹性介质是产生和传播机械波的必要条件，而对于其他类型的波并不一定需要这个条件。光波和无线电波都属于电磁波，是变化的电场和变化的磁场互相激发而产生的波，可以在真空中产生和传播。实物波或德布罗意波反映了微观粒子的一种属性，即波动性，代表了粒子在空间存在的概率分布，并非某种振动的传播，更无需弹性介质的存在。

二、横波和纵波

在波动中，如果

参与波动的质点的振动方向与波的传播方向相垂直，这种波称为

横波；如果参与波动的质点的振动方向与波的传播方向相平行，这种波称为纵波。上面所说的凸起(称为波峰)和凹陷(称为波谷)沿绳子的传播，就是横波。纵波的产生和传播可以通过下面的实验来观察。将一根长弹簧水平悬挂起来，在其一端用手压缩或拉伸一下，使其端部沿弹簧的长度方向振动。由于弹簧各部分之间弹性力的作用，端部的振动带动了其相邻部分的振动，而相邻部分又带动它附近部分的振动，因而弹簧各部分将相继振动起来。弹簧上的纵波波形不再像绳子上的横波波形那样表现为绳子的凸起和凹陷，而表现为弹簧圈的疏密变化。

激光应用的领域

主要有工业、医疗、商业、科研、信息和军事六个领域。工业应用中，主要有材料加工和测量控制；医疗应用，有治疗和诊断；商业应用...

随着科技的发展时代的进步，激光已经从一个遥不可及的高科技产品慢慢接近人们的生活。激光之所以可以接近人们的生活是因为激光的应用非常广泛，他不再只是应用于科技同时也运用于医学、工业以及生活。我们熟知的有：光纤通信、激光光谱、激光切割、激光焊接、激光裁床、激光打标[1]、激光绣花、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、雷射美容、雷射扫瞄等等。

光纤常被电话公司用于传达电话、网络等。于传统的铜线相比光纤的讯号衰减于干扰的情形改善很多，特别是长距离以及大量传输场合光纤的优势更为明显。

激光在科技、军事上的应用也有很多例如：激光光谱、激光雷达、激光武器等等。

在医学、生活中激光的应用也非常广泛。激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。

最近又有了激光灭蚊的产品推出，利用激光消灭蚊子。激光器每秒可击毙50只到100只蚊子。除了速度快之外，该激光器还很精准，能区别蝴蝶和蚊子，也能分辨雌蚊子和雄蚊子。

激光在工业上的应用也非常的广泛。激光打标、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光绣花等等。激光的迅速准确的特性能够在工业生产上更好地发挥重要作用，同时也能够更好地节约成本。

创新思考

1.比较振动和波动，说说它们有什么不同？

2.仔细观察，生活中还有哪些应用了光的振动和波动的方面，思考我们还能做些什么。

关键词

振动（vibration）波动（Fluctuation）

激光（laser）