利用废旧吸管自制波动演示器
2015-11-25孙荣格颜建厦周庆龙
文 孙荣格 颜建厦 周庆龙
利用废旧吸管自制波动演示器
文 孙荣格 颜建厦 周庆龙
高中物理机械波一章中，波的形成和传播既是重点又是难点，教学时做好课堂演示非常重要。而实验室的手摇式演示器虽然可以演示波的形成和传播，但有一个致命的不足，即手摇停下时波就不再传播，这会给学生造成“振源停止振动，波就不再传播”的误解。有鉴于此，我们利用废旧吸管自制了“横波、纵波演示器”，既可明显演示出实验现象，又能够克服手摇式演示器的不足，提高了实验的演示效果。
一、制作方法
1.横波演示器的制作方法
图1 横波演示器
2.纵波演示器的制作方法
纵波演示器所用波动弹簧是网上购买的（如图2所示）。该弹簧是用宽约0.4 cm，厚约0.1 cm的弹簧片制成的，其直径8 cm，绕成92圈。把弹簧拉开，拉至长约90 cm，用长约 40 cm的细线23根将弹簧每间隔4圈系好并悬挂在横支架上，注意使弹簧每圈的间距相等；为使前后排同学都能清楚地看到波形，在长约4 cm，直径0.5 cm的吸管一端粘上直径约0.7 cm的实心球形彩色橡皮泥，吸管的另一端从中间竖向切开长约0.7 cm的开口，把吸管开口端每隔2圈弹簧从开口处卡在弹簧上，并用胶带将开口处封好，橡皮泥有红、黄、绿、蓝等颜色，每种颜色5个一组间隔排列。这样就制成纵波演示器（如图3所示）。
图2
图3 纵波演示器
二、使用方法
1.横波演示器的使用方法
（1）演示正弦波形：手提横波演示器上端，使上端吸管左右振动，利用胶带的扭转力带动各吸管左右振动，通过彩色橡皮泥显现正弦波形，用以演示波形成和传播的原理（如图4所示）。
（2）演示波源停止振动而波继续传播的现象：手左右振动半个周期停止，会看到半个波形沿演示器继续传播（如图5所示）。
图4
图5
2.纵波演示器的使用方法
（1）演示疏密相间的波形：拨动振动片，在弹簧上形成纵波。弹簧带动吸管，通过彩色橡皮泥显现疏密相间的波形，演示纵波的形成和传播（如图6所示）。
1.2 精液采集 男方禁欲3～7 d，手淫法收集精液到无菌取精杯中，37 ℃水浴中液化。采用计算机辅助精液分析系统(北京伟力WLJY-9000)分析精子浓度、活力，根据精液体积计算精子总数、前向运动精子总数。精子总数=精子浓度×精液体积，前向运动精子总数(TMS)= 精子浓度×精液体积×前向运动精子率。
（2）演示波源停止振动而波继续传播的现象：使振动片振动一个周期停下，演示器上就有一个波长的波向前传播，从而演示了波源停止振动而波继续传播的现象。如图7所示。
图6
图7
三、教具特点
（1）有效的弥补了实验室中手摇演示器的“手摇停止，波动即停”的不足，真正体现出“振源停振，波动传播”的科学规律。
（2）取材简便，成本低廉，制作简单，携带方便，操作便捷、效果明显。
（3）充分体现了环保意识和废物利用的核心价值理念。
（4）可复制性强，具有很好的推广价值。
四、应用效果
1.弥补了实验室中现有仪器的不足
实验室中的手摇式横波、纵波演示器，在演示时手摇停止波动就停止，使学生产生误解。自制的横波、纵波演示器弥补了这一不足，不但能演示出波的传播现象，而且还能体现波源停振，波继续传播的科学规律。
2.实验现象明显 课堂收效良好
利用自制的横波、纵波演示器讲授《波的形成和传播》时，操作便捷易行，实验现象明显，学生情绪高涨，教学效果良好。利用演示突出了教学的重点，突破了教学的难点。学生既学会了知识，又增加学习的兴趣。
3.拓宽使用范围 提高应用效果
由于此教具在演示时省时高效，因此受到很多师生的关注和青睐，很多师生已将此教具进行复制和演示，现在此演示器已在全校普及使用，反应效果良好。
4.增强师生的废物利用和环保意识
由于此教具引发很好效应，极大地调动了广大学生的动手实践积极性，他们自发地将废旧塑料油桶、废旧吸管、饮料瓶等进行收集，除仿制了波动演示器教具外，还自制进行探究液体压强、连通器特点等规律的教具并进行探究等等。
5.提高师生的创新意识和动手实践能力
波动演示器教具的成功演示，极大地调动了广大师生制作的积极性和研发灵感，学生还自发的成立了兴趣活动小组，他们利用课余时间进行实验设计，研发制作，在提高学生创新思维的同时，也增强了学生的动手实践能力。
6.扩展创新实践成果 丰富学生课余生活
为了满足广大师生需求，学校筹建了创新成果展室，自制教具作为成果之一进行展示，课余时间，师生进行观摩学习，动手操作，极大地调动了师生开展科技创新的热情，也满足了学生亲自动手实验的愿望，更丰富了学校创新实践成果，现在学校对创新成果展室全天开放，为师生提供最大范围的可探究学习的空间。
作者信息
孙荣格，本科，中教高级。河北省邢台市第十九中学，054000
颜建厦，本科，中教一级。周庆龙，本科，中教一级。河北任县中学，055150
