聲音在空氣中的傳播實(shí)驗(yàn)改進(jìn)初探

蔣大成

摘 要：作者介紹了新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能集中、方便、高效地完成“聲音能在空氣中傳播”“人耳聽到聲音的響度與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)”“聲音具有能量”和“減少聲音分散，使聲能更集中，傳播的更遠(yuǎn)”等知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：聲音；傳播；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

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）5-0061-2

初中物理蘇科版教材在研究“聲音的傳播條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是在玻璃罩里放手機(jī)，把玻璃罩里的空氣抽掉，里面成了真空，撥打手機(jī)，我們就只能看見手機(jī)的鈴在震動(dòng)，卻聽不見聲音。但是，由于該實(shí)驗(yàn)要求的真空度高，許多學(xué)校無法做演示實(shí)驗(yàn)，只能靠觀看多媒體視頻來彌補(bǔ)。筆者與江蘇省實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新交流會(huì)議的同行們共同研究，對(duì)聲音在空氣中的傳播實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，介紹如下：

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

利用“聲音在空氣中的傳播實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)儀器裝置，其目的是為教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生分組實(shí)驗(yàn)操作提供便利，有利于開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，啟迪學(xué)生的思維、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生主動(dòng)參與、合作交流，能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

2 實(shí)驗(yàn)原理

聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生，聲音的傳播需要介質(zhì)，聲音具有能量。

3 實(shí)驗(yàn)器材

直徑約10 cm的塑料筒兩只、氣球兩只、舊支架兩個(gè)、火柴一盒、蠟燭一支、投影膠片（40 cm×30 cm）、乒乓球、細(xì)線、牛皮筋、粗鐵絲（0.5 m）、剪刀。

4 實(shí)驗(yàn)裝置圖（如圖1所示）

5 實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)分析及結(jié)論

使用本實(shí)驗(yàn)裝置，能集中、方便、高效地完成“聲音能在空氣中傳播”“人耳聽到聲音的響度與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)”“聲音具有能量”和“減少聲音分散，使聲能更集中，傳播的更遠(yuǎn)”等知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。本實(shí)驗(yàn)取材容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，性能穩(wěn)定，成本低廉，可用于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)操作。能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

1.像圖2那樣把塑料筒口對(duì)口支架起來（筒口相距5 cm左右）。

2.在一個(gè)筒的橡皮膜外吊一個(gè)乒乓球。

3.外拉橡皮膜，突然放手。觀察到乒乓球被彈開，此實(shí)驗(yàn)說明聲音在空氣中可以傳播。

4.將左右兩筒的距離逐漸拉開（筒口靠近—筒口相距5 cm—筒口相距20 cm）。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，操作時(shí)保證每次拉開橡皮膜的力度相同。突然放手后，觀察乒乓球被彈開的距離逐漸變小。發(fā)現(xiàn)：在發(fā)聲體（用右邊一個(gè)筒模擬）響度相同時(shí)，人耳（用左邊一個(gè)筒模擬）聽到聲音的響度與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)，距離越遠(yuǎn)，響度越小。

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圖1 裝置圖 圖2 裝置圖

5. 按圖3裝置，蠟燭火焰離筒口5cm，火焰在筒口圓心水平直線上，當(dāng)向外拉橡皮膜，突然放手，如圖3所示。觀察到蠟燭火焰左右搖晃，此實(shí)驗(yàn)說明聲音具有能量。

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圖3 操作圖示

（下轉(zhuǎn)第63頁）

（上接第61頁）

6 實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處

6.1 制作方法

1.取一段細(xì)線、一個(gè)乒乓球、粗鐵絲，用粗鐵絲做成一個(gè)圈，細(xì)線懸吊乒乓球系于鐵圈上，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓其靜放，保持不動(dòng)。

2.用剪刀將兩只氣球從中間剪開，將兩個(gè)塑料筒去底，取支架兩個(gè)，牛皮筋若干，做成圖示裝置，如圖4所示。

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圖4 裝置圖

3.制作注意事項(xiàng)

（1）兩個(gè)塑料筒的外形尺寸應(yīng)該完全一致，兩個(gè)橡皮膜的繃緊程度要適當(dāng)調(diào)整，才能得到良好的實(shí)驗(yàn)效果。

（2）整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)塑料筒的開口要對(duì)齊，在同一水平線上。

6.2 創(chuàng)新之處

在教材中插圖的啟發(fā)下，我們創(chuàng)新設(shè)計(jì)并制作了這個(gè)易于操作的“聲音在空氣中的傳播實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)。筆者將“音叉”改為“自制小鼓”。

（1）聲源的選取和發(fā)聲是關(guān)鍵，我們?cè)谧隽舜罅康膶?shí)驗(yàn)，最終選定橡皮膜振動(dòng)時(shí)發(fā)聲作為聲源。本實(shí)驗(yàn)中聲源的聲音不是用小錘子敲，也不是用手指彈，而是拉開橡皮膜在突然松手后讓其自然發(fā)聲，這是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。當(dāng)用手將橡皮膜拉開不等距離，也就獲得了響度不同的聲源。

（2）在制作中，選取的兩個(gè)塑料筒的外形尺寸應(yīng)該完全一致，兩個(gè)橡皮膜的繃緊程度要適當(dāng)調(diào)整，才能得到良好的實(shí)驗(yàn)效果。整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)塑料筒的開口要對(duì)齊，在同一水平線上。

（3）使用本實(shí)驗(yàn)裝置，能集中、方便、高效地完成“聲音能在空氣中傳播”“人耳聽到聲音的響度與距離聲源的遠(yuǎn)近有關(guān)”“聲音具有能量”和“減少聲音分散，使聲能更集中，傳播的更遠(yuǎn)”等知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。（欄目編輯 王柏廬）