多功能反射式聲現(xiàn)象演示器

李加負(fù)+皮輝

摘 ?要：作者發(fā)明一種聲現(xiàn)象演示器，該演示器利用光的反射將發(fā)聲體的振動(dòng)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)變化的圖像，能直觀地演示多個(gè)聲現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：光的反射;聲現(xiàn)象;演示器;多功能

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2015）1-0057-1

在《聲現(xiàn)象》的教學(xué)中，用多功能反射式聲現(xiàn)象演示器做多個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，能取得很好的教學(xué)效果能，很好地激發(fā)學(xué)生興趣。另外，該實(shí)驗(yàn)演示器制作簡(jiǎn)單、操作容易、材料易得。

1 ? ?儀器原理及制作

儀器原理：利用光的反射將物體的振動(dòng)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)變化的圖像。以喇叭狀瓶口收集和放大聲波，聲波使瓶口底部薄膜被迫振動(dòng)，再利用粘在薄膜上的微小平面鏡反射一束激光，反射后的激光束照射在室內(nèi)墻壁上形成光斑，薄膜的振動(dòng)被進(jìn)一步放大并轉(zhuǎn)化成隨振動(dòng)變化的圖像。

制作材料：喇叭狀瓶口（去掉底部的可樂(lè)瓶或食用油瓶）、薄膜（取自家用保鮮膜）、微小鏡片（取自衣服上的反光飾物或照明燈的反射鏡面）、502膠、玩具激光器、支架和底座等。多功能反射式演示器的側(cè)視圖如圖1所示，背視圖如圖2所示。

圖1 ?演示器側(cè)視圖 ? ? ? ? ? ? 圖2 ?演示器背視圖

實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)激光筆，調(diào)整角度，讓激光束照在瓶口薄膜上微小平面鏡上，反射后的激光束在室內(nèi)墻壁適當(dāng)?shù)奈恢眯纬梢粋€(gè)靜止光斑。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注意不要讓激光直接照射人眼。

2 ? ?儀器功能及效果

1.演示發(fā)聲體在振動(dòng)：用一根筷子敲擊瓶體發(fā)聲，可以看到墻壁上的激光光斑晃動(dòng)，直觀地說(shuō)明了發(fā)聲體在振動(dòng)。

2.演示空氣能夠傳播聲音：距離2米以上，對(duì)著喇叭口鼓掌，可以看到墻壁上的激光光斑明顯晃動(dòng)。

3.演示聲音響度與振幅的關(guān)系：近距離對(duì)著喇叭口，分別以較小和較大力氣鼓掌，可以看到墻壁上的激光光斑晃動(dòng)的幅度明顯不同。

4.演示聲波傳遞能量：距離儀器2米以上用力鼓掌，墻上光斑晃動(dòng)很明顯。該演示很適合學(xué)生參與。

5.演示聲波傳遞信息：近距離對(duì)著喇叭口，響亮地發(fā)出不同的聲音，室內(nèi)墻壁上的光斑會(huì)隨不同聲音形成不同圖案。例如，“啊——”、“哦——”、“嗯——”聲音形成的圖案分別如圖3、圖4、圖5所示（不同的薄膜松緊度，不同的人發(fā)聲，圖案的形狀可能不同）。因視覺(jué)效果令人震撼，該實(shí)驗(yàn)很適合學(xué)生在課內(nèi)、課外演示。

圖3 ? “啊——”聲音圖案 ? ? ? ? ? ? 圖4 ?“哦——”聲音圖案 ? ? ? ? ? ? ?圖5 “嗯——”聲音圖案

6.模擬人的耳朵：在了解人耳是怎樣聽(tīng)到聲音時(shí)，可用該演示器進(jìn)行類比教學(xué)，喇叭狀瓶口——耳廓，薄膜——耳膜，激光束——神經(jīng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張憲魁.實(shí)施物理科學(xué)方法教育的策略談（續(xù)）[J].物理教學(xué)探討，2014，（2）：1.（欄目編輯 ? ?王柏廬）