巧用废旧材料探究声音特性

从岩　都苹丽

摘 要：本文针对初中物理中声音特性一节的知识特点，创新设计了声光信号结合的实验装置。将看不见摸不着的声信号转化为可视的光信号，通过美丽的声波图像激发学生的学习兴趣，提高课堂效率。

关键词：声音特性；可视化；创新实验

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）11-0054-2

1 实验原理

该教具针对人教版初中物理八年级上册第2章第2节——声音音调、响度的知识点，创新设计了声光信号结合的实验装置。该装置通过橡胶膜的振动带动平面镜振动，将声信号转化为可视的光信号，不仅能演示声音的发生过程，而且能演示声音的响度、音调等特征，达到声信号不仅能听到而且还具有可视化的效果。

2 实验装置制作过程

实验装置设计如图1所示。

[制作材料]易拉罐1个，气球1个，镜子1块，激光笔1支。

[制作过程]1.将气球开口端剪下约为1厘米；易拉罐两端铝片剪下，使之成为上下通透的圆柱体；选取1块直径为0.5厘米左右的镜子碎片。

2. 将剪下开口端的气球从易拉罐顶端向下套在罐体外，仅使橡胶在易拉罐底端留下直径约为3厘米的圆形开口；将镜子碎片粘贴在易拉罐上端橡皮膜中心。

3. 选取一个木板及木条制作两个支架，将易拉罐和激光笔分别固定在支架上，整体装置如图2所示。

3 实验装置操作步骤

1.实验前的准备

将易拉罐未绑有橡胶的一段贴近声源，把激光笔射出的光打在小镜片上，并让入射角尽可能大，反射的光斑停留在一个较为宽敞的墙面上。

2.探究声音的产生

随着声源开始发声，学生可以通过触摸橡胶上的小镜片的震动及观察墙面上的光斑也由静止开始运动两种现象，体会声音是振动产生的。

3.探究声音的响度

重复步骤1，引导学生观察当出现不同响度的声音时，墙面上光斑的最大振幅也不同。响度越大，振幅也越大。其原因就是声音振动时带动橡胶振动。

4.探究声音的音调

重复步骤1，引导学生观察当出现不同音调的声音时，墙面上由激光形成的图像不同。

4 在教学中的使用方法

1.可由此教具演示某段美妙的音乐的波形变化，创设物理情景，激发学生的学习兴趣。

2.学生可自行发出do、re、mi、fa、 sol、la、si七个基本音级，观察声波波形的变化。

3.此教具可以结合投影仪等多媒体器件，进行演示实验。

4.也可以人手一套，引导学生进行分组实验。

5.还可以鼓励学生自己动手，制作教具，并分析产生该现象的原因。

5 设计特色

1.实验设计的最大亮点是实现了声信号的可视化处理，打破了传统的教与学形成的固定思维，巧妙地将看不见摸不着的声信号转化为可见、可测的光斑的运动。实验设计更有助于学生观察理解现象，同时也达到激发兴趣、培养能力的目的。

2.本实验装置从声音的产生，到声音的响度、音调三个角度，逐步深入，更有助于培养学生分析问题、解决问题的能力。

3.实验装置具有操作简单，携带方便，现象明显且使用安全的特点。

4.实验装置可以结合多媒体器材进行演示实验，又因其主要材料源于生活，成本低廉，可以进行分组实验。体现了物理源于生活，回归生活的本质。

5.也可引导鼓励学生，自己动手制作教具，从而达到了寓教于乐的目的。

6 注意事项

由于实验中用到了激光笔，使用时要注意引导学生正确操作，不要相互照射，以避免损伤学生的眼睛。

（栏目编辑 王柏庐）