巧用廢舊材料探究聲音特性

從巖　都蘋麗

摘 要：本文針對初中物理中聲音特性一節(jié)的知識特點，創(chuàng)新設(shè)計了聲光信號結(jié)合的實驗裝置。將看不見摸不著的聲信號轉(zhuǎn)化為可視的光信號，通過美麗的聲波圖像激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂效率。

關(guān)鍵詞：聲音特性；可視化；創(chuàng)新實驗

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）11-0054-2

1 實驗原理

該教具針對人教版初中物理八年級上冊第2章第2節(jié)——聲音音調(diào)、響度的知識點，創(chuàng)新設(shè)計了聲光信號結(jié)合的實驗裝置。該裝置通過橡膠膜的振動帶動平面鏡振動，將聲信號轉(zhuǎn)化為可視的光信號，不僅能演示聲音的發(fā)生過程，而且能演示聲音的響度、音調(diào)等特征，達(dá)到聲信號不僅能聽到而且還具有可視化的效果。

2 實驗裝置制作過程

實驗裝置設(shè)計如圖1所示。

[制作材料]易拉罐1個，氣球1個，鏡子1塊，激光筆1支。

[制作過程]1.將氣球開口端剪下約為1厘米；易拉罐兩端鋁片剪下，使之成為上下通透的圓柱體；選取1塊直徑為0.5厘米左右的鏡子碎片。

2. 將剪下開口端的氣球從易拉罐頂端向下套在罐體外，僅使橡膠在易拉罐底端留下直徑約為3厘米的圓形開口；將鏡子碎片粘貼在易拉罐上端橡皮膜中心。

3. 選取一個木板及木條制作兩個支架，將易拉罐和激光筆分別固定在支架上，整體裝置如圖2所示。

3 實驗裝置操作步驟

1.實驗前的準(zhǔn)備

將易拉罐未綁有橡膠的一段貼近聲源，把激光筆射出的光打在小鏡片上，并讓入射角盡可能大，反射的光斑停留在一個較為寬敞的墻面上。

2.探究聲音的產(chǎn)生

隨著聲源開始發(fā)聲，學(xué)生可以通過觸摸橡膠上的小鏡片的震動及觀察墻面上的光斑也由靜止開始運動兩種現(xiàn)象，體會聲音是振動產(chǎn)生的。

3.探究聲音的響度

重復(fù)步驟1，引導(dǎo)學(xué)生觀察當(dāng)出現(xiàn)不同響度的聲音時，墻面上光斑的最大振幅也不同。響度越大，振幅也越大。其原因就是聲音振動時帶動橡膠振動。

4.探究聲音的音調(diào)

重復(fù)步驟1，引導(dǎo)學(xué)生觀察當(dāng)出現(xiàn)不同音調(diào)的聲音時，墻面上由激光形成的圖像不同。

4 在教學(xué)中的使用方法

1.可由此教具演示某段美妙的音樂的波形變化，創(chuàng)設(shè)物理情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.學(xué)生可自行發(fā)出do、re、mi、fa、 sol、la、si七個基本音級，觀察聲波波形的變化。

3.此教具可以結(jié)合投影儀等多媒體器件，進(jìn)行演示實驗。

4.也可以人手一套，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實驗。

5.還可以鼓勵學(xué)生自己動手，制作教具，并分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因。

5 設(shè)計特色

1.實驗設(shè)計的最大亮點是實現(xiàn)了聲信號的可視化處理，打破了傳統(tǒng)的教與學(xué)形成的固定思維，巧妙地將看不見摸不著的聲信號轉(zhuǎn)化為可見、可測的光斑的運動。實驗設(shè)計更有助于學(xué)生觀察理解現(xiàn)象，同時也達(dá)到激發(fā)興趣、培養(yǎng)能力的目的。

2.本實驗裝置從聲音的產(chǎn)生，到聲音的響度、音調(diào)三個角度，逐步深入，更有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

3.實驗裝置具有操作簡單，攜帶方便，現(xiàn)象明顯且使用安全的特點。

4.實驗裝置可以結(jié)合多媒體器材進(jìn)行演示實驗，又因其主要材料源于生活，成本低廉，可以進(jìn)行分組實驗。體現(xiàn)了物理源于生活，回歸生活的本質(zhì)。

5.也可引導(dǎo)鼓勵學(xué)生，自己動手制作教具，從而達(dá)到了寓教于樂的目的。

6 注意事項

由于實驗中用到了激光筆，使用時要注意引導(dǎo)學(xué)生正確操作，不要相互照射，以避免損傷學(xué)生的眼睛。

（欄目編輯 王柏廬）