声音在空气中的传播实验改进初探

蒋大成

摘 要：作者介绍了新的实验设计，能集中、方便、高效地完成“声音能在空气中传播”“人耳听到声音的响度与距离声源的远近有关”“声音具有能量”和“减少声音分散，使声能更集中，传播的更远”等知识点的学习。

关键词：声音；传播；实验改进

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）5-0061-2

初中物理苏科版教材在研究“声音的传播条件”的实验时，设计的实验是在玻璃罩里放手机，把玻璃罩里的空气抽掉，里面成了真空，拨打手机，我们就只能看见手机的铃在震动，却听不见声音。但是，由于该实验要求的真空度高，许多学校无法做演示实验，只能靠观看多媒体视频来弥补。笔者与江苏省实验创新交流会议的同行们共同研究，对声音在空气中的传播实验进行了改进，介绍如下：

1 实验目的

利用“声音在空气中的传播实验”实验仪器装置，其目的是为教学演示实验或学生分组实验操作提供便利，有利于开展实验教学，启迪学生的思维、激发学生的学习兴趣，有利于学生主动参与、合作交流，能进一步培养学生的创新精神和实践能力。

2 实验原理

声音是由于物体振动产生，声音的传播需要介质，声音具有能量。

3 实验器材

直径约10 cm的塑料筒两只、气球两只、旧支架两个、火柴一盒、蜡烛一支、投影胶片（40 cm×30 cm）、乒乓球、细线、牛皮筋、粗铁丝（0.5 m）、剪刀。

4 实验装置图（如图1所示）

5 实验步骤、数据分析及结论

使用本实验装置，能集中、方便、高效地完成“声音能在空气中传播”“人耳听到声音的响度与距离声源的远近有关”“声音具有能量”和“减少声音分散，使声能更集中，传播的更远”等知识点的学习。本实验取材容易，结构简单，易于操作，性能稳定，成本低廉，可用于学生分组实验操作。能激发学生学习物理的兴趣。

1.像图2那样把塑料筒口对口支架起来（筒口相距5 cm左右）。

2.在一个筒的橡皮膜外吊一个乒乓球。

3.外拉橡皮膜，突然放手。观察到乒乓球被弹开，此实验说明声音在空气中可以传播。

4.将左右两筒的距离逐渐拉开（筒口靠近—筒口相距5 cm—筒口相距20 cm）。重复上述实验，操作时保证每次拉开橡皮膜的力度相同。突然放手后，观察乒乓球被弹开的距离逐渐变小。发现：在发声体（用右边一个筒模拟）响度相同时，人耳（用左边一个筒模拟）听到声音的响度与距离声源的远近有关，距离越远，响度越小。

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图1 装置图 图2 装置图

5. 按图3装置，蜡烛火焰离筒口5cm，火焰在筒口圆心水平直线上，当向外拉橡皮膜，突然放手，如图3所示。观察到蜡烛火焰左右摇晃，此实验说明声音具有能量。

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图3 操作图示

（下转第63页）

（上接第61页）

6 实验的创新之处

6.1 制作方法

1.取一段细线、一个乒乓球、粗铁丝，用粗铁丝做成一个圈，细线悬吊乒乓球系于铁圈上，实验时让其静放，保持不动。

2.用剪刀将两只气球从中间剪开，将两个塑料筒去底，取支架两个，牛皮筋若干，做成图示装置，如图4所示。

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图4 装置图

3.制作注意事项

（1）两个塑料筒的外形尺寸应该完全一致，两个橡皮膜的绷紧程度要适当调整，才能得到良好的实验效果。

（2）整个实验中，两个塑料筒的开口要对齐，在同一水平线上。

6.2 创新之处

在教材中插图的启发下，我们创新设计并制作了这个易于操作的“声音在空气中的传播实验”实验。笔者将“音叉”改为“自制小鼓”。

（1）声源的选取和发声是关键，我们在做了大量的实验，最终选定橡皮膜振动时发声作为声源。本实验中声源的声音不是用小锤子敲，也不是用手指弹，而是拉开橡皮膜在突然松手后让其自然发声，这是本实验的关键。当用手将橡皮膜拉开不等距离，也就获得了响度不同的声源。

（2）在制作中，选取的两个塑料筒的外形尺寸应该完全一致，两个橡皮膜的绷紧程度要适当调整，才能得到良好的实验效果。整个实验中，两个塑料筒的开口要对齐，在同一水平线上。

（3）使用本实验装置，能集中、方便、高效地完成“声音能在空气中传播”“人耳听到声音的响度与距离声源的远近有关”“声音具有能量”和“减少声音分散，使声能更集中，传播的更远”等知识点的学习。（栏目编辑 王柏庐）