声音发生和传播的实验改进

声音产生、传播、声波的自制教具

声音是最常见的现象之一。但声音是以物体振动发生的并以声波的形式进行传播，这对初中学生来说非常抽象。

许多教材是用音叉的振动引起附近悬挂的小球的振动，说明发声体的振动现象。由于音叉和小球靠近时，摆球的固有振动频率(0.5Hz左右)与音叉的策动频率(几百赫兹)差距很大，"球"的振动与音叉的振动往往不合拍加上音叉振动引起的空气传递的能量较小较难使泡沫塑料球起振，实验效果不是很理想。我们利用生活中的一些简单材料可以使声现象简便明了，化抽象为形象，达到了良好的教学效果。

1.声音的产生

①器材与装置

低压电源1只，功率15W、电阻为60的低音喇叭1只，喇叭的鼓纸上方放一些泡沫颗粒。

②设计意图

当喇叭的鼓纸振动时，用泡沫塑料颗粒将振动放大，使学生在听到声音的同时直观地看到颗粒在"跳舞"。从而说明发声的物体在振动，使实验生动、直观、新奇。

③步骤与现象

如图1所示在喇叭上放一些泡沫颗粒(或膨胀米花，可染成各种颜色)，接通喇叭的交流电源(如电压2V ~ 8V)，就能听到喇叭发出的声音，同时观察到彩色米粒不停地跳动，切断电源，发声夏然而止，颗粒跳动也随即停止。

2.声音的传送

①器材与装置

用一只两端都无底的柱形透明塑料筒，在一端张紧保鲜膜作底，再在保鲜膜上面撒一些米粒。

②设计意图

喇叭发声时的振动通过空气传给保鲜膜，引起保鲜膜的振动，保鲜膜的振动带动米粒跳动，从而帮助学生认识声源处振动的能量，能够被空气等介质向外传播，建立声波的模型。

③步骤与现象

如图2所示，柱形的透明塑料筒水平放置在喇叭口上方，接通喇叭的交流电源，便可在听到喇叭发声的同时观察到米粒在跳动。慢慢地把透明塑料筒水平地离开喇叭口上方(如10cm处)，可观察到彩色米粒依然在跳动，继续远离喇叭口，观

察到彩色米粒的跳动幅度逐渐减小。这说明离开声源越远，

声音传播的能量衰减越大，听到的声音就越轻。

如果我们在喇叭口和透明塑料筒之间放置一个密闭的塑料箱子，保持喇叭口和透明塑料筒之间的距离不变并逐渐抽出箱子里的空气会惊奇地看到米粒的跳动迅速衰减。这说明声音的传播需要空气。

3.声波的形式

①器材与装置

低音喇叭一只，用耐高温玻璃做成40cmx 15cmx 15cm 的长方体箱一只，使其一端正好与喇叭紧密对接，另一端敞口，在喇叭的正前方放置5 ~ 10支蜡烛，如图3所示。

②设计意图

当喇叭振动面向外侧振动时，压缩临近的空气，使这部分空气变密;当喇叭振动面向内侧振动时，这部分空气又变疏。振动面的不断振动空气中就形成疏密相间的波动，向远处传播带动蜡烛火焰的摆动。

③步骤与现象

用小刀切取5 -- 10支长短一致的蜡烛，确保烛焰的中心与喇叭的中心位于同一高度。将玻璃长方体的一端与喇叭紧密对接，蜡烛固定在喇叭的正前方并点燃。播放事先选定的节奏慢但强弱分明的音乐，引导学生观察烛焰随着声音而左右摆动。说明在空气中传播的声波是一种纵波疏密相间的波动。

(4)声波的"可视"

①器材与装置

电子琴、扬声器、有机玻璃管和彩饰颗粒等。②设计意图

本设计以直观的方式将声波演示出来。通过弹奏电子琴，我们可以间接地"看到"声波的产生。

③步骤与现象

将电子琴中的扬声器的喇叭口与一有机玻璃的

一端管口(长90cm，直径6crn)相连，另一端管口封闭。有机玻璃管水平放置，管内放置若干彩饰颗粒(如轻盈的泡沫粒子〉。当弹奏电子琴时从喇叭中产生的声波(即纵波)使得彩饰颗粒上下振动，声波反射后，与原声波叠加产生驻波现象，呈现出某些部位彩饰颗粒振幅较大，某些部位彩饰颗粒振幅较小甚至不振动。彩饰颗粒振幅随电子琴的弹奏而不断变幻，好似声波"可视"与"凝固"一般。从而说明声波是靠疏密相间的波动传送的，在特定条件下会形成驻波现象。通过它还可以"看到"声泼的波长大小两个疏部(或密部)间的距离。