“鱼洗”的原理及其影响因素初探
——物理实验探索报告

重庆市巴县中学高二 欧阳君 田时静

一、关于课题的选择

春节的时候到磁器口去逛庙会，看到许多店铺的门前都放置有鱼洗，许多的游客用手搓动双耳，搓出高高低低的水花，祈求来年平安。可是，为什么有的人能搓出很高的水花，有的人却搓不出来，有的人能搓出多个喷水点,有的人却不行?这中间到底有些什么技巧和科学原理呢？利用学校的科技互动展厅中的鱼洗，我和我的同学决心对影响鱼洗喷水的关键因素一探究竟，看看如何才能让水花随心所欲地高高喷出,研究一下如何才能尽可能多的搓出多个喷水点。

二、寻根探源

通过询问老师和上网查询，我们找到了鱼洗的一些知识和相关科学原理。

古代称“洗”的东西，形状颇似今天的洗脸盆，有木洗、陶洗和铜洗。盆里底上刻鱼的称鱼洗，刻龙的称龙洗。这种器物在先秦时期已在人们生活中被普遍使用。然而，有一种能喷水的铜质鱼洗，是在唐宋期间发明的，一般称它喷水鱼洗。

喷水鱼洗，内底饰四条鱼纹，鳞尾毕具。洗里盛水后，用手摩擦它外廓上的双耳，立即发出响亮的嗡嗡声，继而盆里出现美丽的浪花，水珠四溅，大有飞泉之妙。摩擦越快，声音越响，波浪翻腾，水珠喷射越烈。

鱼洗何以能喷水？当然不是洗内刻画的鱼或龙突显神通，而是有它的科学道理。

相关物理理论：物体在周期性外力---策动力作用下的振动，叫

受迫振动。当策动力的频率与物体的固有频率相等时，物体的振幅最大，振动最厉害,这种现象叫共振。

说明：鱼洗水花四溅、铜盆嗡嗡作响是因为手对盆耳的磨擦频率与铜盆盆腔的固有振动频率相同，引发共振而起的。铜盆的振动传到水里，引起水波，但由于“洗”底的限制，使它所产生的波动不能向外传播，于是在“洗”壁上入射波与反射波相互叠加而形成驻波。驻波中振幅最大的点称波腹，最小的点称波节。这与弦乐发声的原理是相同的，产生驻波的同时，在周围空气中发出声波。

在洗周壁对称振动的拍击下，洗里的水发生相应的简谐振动。在洗的振动波腹处，水的振动也最强烈，不仅形成水浪，甚至喷出水珠；在洗的振动波节处，水不发生振动，浪花、气泡和水珠都停在不振动的水面波节线上。因此，在观赏鱼洗喷水表演时，看到鱼洗水面有美丽浪花和喷射飞溅的水珠。

表现中国古代人聪明才智的是，鱼洗中四条鱼的口须（又称喷水沟）总是刻在鱼洗基频振动（四节线）的波腹位置。这证明，古代工艺师了解圆柱形壳体的基频振动。它的效果是能引起鱼在跳跃的错觉。这样，在一个小小的器皿中，把科学技术、艺术欣赏和思辨推测三者结合在一起。这种深邃的智慧和精湛的技艺，不能不令人惊叹！