“魚洗”的原理及其影響因素初探
——物理實驗探索報告

重慶市巴縣中學高二 歐陽君 田時靜

一、關於課題的選擇

春節的時候到磁器口去逛廟會，看到許多店鋪的門前都放置有魚洗，許多的遊客用手搓動雙耳，搓出高高低低的水花，祈求來年平安。可是，為什麼有的人能搓出很高的水花，有的人卻搓不出來，有的人能搓出多個噴水點,有的人卻不行?這中間到底有些什麼技巧和科學原理呢？利用學校的科技互動展廳中的魚洗，我和我的同學決心對影響魚洗噴水的關鍵因素一探究竟，看看如何才能讓水花隨心所欲地高高噴出,研究一下如何才能儘可能多的搓出多個噴水點。

二、尋根探源

通過詢問老師和上網查詢，我們找到了魚洗的一些知識和相關科學原理。

古代稱“洗”的東西，形狀頗似今天的洗臉盆，有木洗、陶洗和銅洗。盆里底上刻魚的稱魚洗，刻龍的稱龍洗。這種器物在先秦時期已在人們生活中被普遍使用。然而，有一種能噴水的銅質魚洗，是在唐宋期間發明的，一般稱它噴水魚洗。

噴水魚洗，內底飾四條魚紋，鱗尾畢具。洗里盛水後，用手摩擦它外廓上的雙耳，立即發出響亮的嗡嗡聲，繼而盆里出現美麗的浪花，水珠四濺，大有飛泉之妙。摩擦越快，聲音越響，波浪翻騰，水珠噴射越烈。

魚洗何以能噴水？當然不是洗內刻畫的魚或龍突顯神通，而是有它的科學道理。

相關物理理論：物體在周期性外力---策動力作用下的振動，叫

受迫振動。當策動力的頻率與物體的固有頻率相等時，物體的振幅最大，振動最厲害,這種現象叫共振。

說明：魚洗水花四濺、銅盆嗡嗡作響是因為手對盆耳的磨擦頻率與銅盆盆腔的固有振動頻率相同，引發共振而起的。銅盆的振動傳到水裡，引起水波，但由於“洗”底的限制，使它所產生的波動不能向外傳播，於是在“洗”壁上入射波與反射波相互疊加而形成駐波。駐波中振幅最大的點稱波腹，最小的點稱波節。這與弦樂發聲的原理是相同的，產生駐波的同時，在周圍空氣中發出聲波。

在洗周壁對稱振動的拍擊下，洗里的水發生相應的簡諧振動。在洗的振動波腹處，水的振動也最強烈，不僅形成水浪，甚至噴出水珠；在洗的振動波節處，水不發生振動，浪花、氣泡和水珠都停在不振動的水面波節線上。因此，在觀賞魚洗噴水錶演時，看到魚洗水面有美麗浪花和噴射飛濺的水珠。

表現中國古代人聰明才智的是，魚洗中四條魚的口須（又稱噴水溝）總是刻在魚洗基頻振動（四節線）的波腹位置。這證明，古代工藝師了解圓柱形殼體的基頻振動。它的效果是能引起魚在跳躍的錯覺。這樣，在一個小小的器皿中，把科學技術、藝術欣賞和思辨推測三者結合在一起。這種深邃的智慧和精湛的技藝，不能不令人驚嘆！