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初中物理实验设计声音的共鸣

查字典物理网 2013-01-06

【目的和要求】

认识声音的共振现象──共鸣的产生条件。

【仪器和器材】

共振音叉（440赫兹音叉一对，其中一个音叉的叉股上另附金属卡子，用来改变频率），共鸣箱，音叉槌，吊在线上的轻质小球。

【实验方法】

1．取下套在叉股上的金属卡子，把两音叉分别插在共鸣箱上，使两共鸣箱的开口相对，彼此相距约50－75毫米，如图1．56－1所示。敲击其中一个音叉，几秒钟后，用手握住音叉的叉股，使它不再振动发声。这时可以听到另一个音叉在发声。拿一个用线悬吊的轻质小球跟这个音叉的叉股接触，轻质小球被弹开。表明这个音叉在振动。

2．在第一个音叉的叉股上套上金属卡子，改变这个音叉的振动频率，重做上述实验，另一个音叉就不会振动发声。

说明产生共振的条件是两个音叉的固有频率相同。

【注意事项】

1．音叉插在共鸣箱上插得越紧密，则共振现象越显著。因此，实验时要防止音叉与共鸣箱结合处松动。

2．实验前要反复校验两音叉的距离。距离过远，则音响太弱。距离过近，则显示的共鸣现象给学生留下的印象不深。

【参考资料】

1．把音叉从共鸣箱上取下来，敲击音叉，声音很小。插入共鸣箱上，敲击音叉，声音就增大。这是由于箱内空气的共鸣增大了音叉所发出的声音强度。

2．用气柱共鸣器演示空气柱的共鸣现象。如图1．56－2所示，一根直径约3厘米，长100厘米的玻璃管竖直地夹持在支架上，下端用橡皮管与蓄水器连接，组成一个连通器，在玻璃管里盛水。提高蓄水器，使玻璃管里的水面接近管口。降低蓄水器，可增加玻璃管里空气柱的长度。将振动着的音叉放在玻璃管口的正上方。慢慢降低蓄水器，当水面降到某一位置时（波长的1／4），就听到很响亮的声音（气柱的第一个共鸣点）；继续降低蓄水器，当水面降到另一位置时（波长1／4的3倍），又会听到一次响亮的声音（比上次弱些）（气柱的第二个共鸣点）。

3．实验方法1中如果没有叉股上的金属卡子，可在叉股上套一段橡皮管或贴上纸片、胶布，同样能改变音叉的固有频率。

4．用赫姆霍兹共鸣器演示：赫姆霍兹共鸣器是用黄铜铸成的，内部是一个空腔，两端有粗细两个孔。粗孔是用来接收传来的声波，细孔供监听用。手握共鸣器，将小孔贴近耳边，如图1．56－3所示。如果声音中有接近共鸣器固有频率的声音，共鸣器将共鸣。

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