趣味物理實驗 看看聲音能傳遞什麼
一、聲音能傳遞資訊
資訊是人們直接或間接感知的一切有意義的東西。任何事物每時每刻都在發出資訊。善於收集和處理資訊是學習物理及科學研究的重要技能。我們整天與聲音打交道,生產、生活、醫學及科學上聲的應用也非常普遍。
下面的現象,你瞭解嗎?想一想,它們能給我們帶來什麼資訊?
(1)在日常生活中,人們挑選瓷器時,總是要輕輕地敲敲、聽聽,以此來判定瓷器的好壞(挑西瓜也常常用這個方法)。
(2)灌開水時,僅聽聲音便可知熱水瓶是否灌滿。
(3)在一隻玻璃杯中先後裝入不同量的水,用細棒輕輕敲擊,會聽到不同頻率的聲音。與此類似,當醫生在給病人檢查腹部是否有積水時,常會用手輕輕敲擊患者腹部,細細傾聽其發出的聲音,此為“叩診”。
(4)工廠裡,工人師傅可以用螺絲刀聽出機器內部運轉是否正常。
(5)蝙蝠的視力很差,它們又只在夜間活動和覓食,它們是用什麼方法繞開障礙物並確定目標位置和距離的?
(6)為了開闢新航道,科學探測船上裝有迴聲探測儀器,探測水下有無暗礁,利用你已有的知識,你能簡單地說明其中的道理嗎?
總結:上面的一些現象,說明聲音能傳遞資訊。
二、聲音能傳遞能量
下面是聲波與我們熟悉的水波進行的比較,請仔細思考:
水波是一種波動
聲波也是一種波動
水波能使水面上的樹葉隨之起伏
聲波能使物體(如火焰)搖動嗎?
水波能傳遞能量
聲波也能傳遞能量嗎?
上表中,我們根據兩個物件(水波和聲波)之間在某些方面的相同或相似(都是一種波動),而推出它們在其他方面也可能相同或相似。這種推理方法叫類比,通過類比,我們不僅猜測“聲波也能傳遞能量”,而且找到了驗證我們的猜測是否正確的思路和方法:即只要證明聲波能使物體隨之搖動,也就證明了“聲波能傳遞能量”。
關於聲波能傳遞能量,小漢設計出了下面簡便易行的小實驗,請你做一做。
(1)取一塊橡皮薄膜,蒙在圓筒的一端,繃緊後用線紮好,再取一塊薄玻璃鏡碎片(或光潔度好的其他反射面)粘在薄膜上(不要在正中間)。如圖那樣,使碎鏡片對準太陽光,在稍遠處牆上可觀察到一個光斑。
固定好圓筒,然後對準圓筒大聲講話,你會發現,牆上的光斑亦會隨著跳動。這是因為人講話時,聲波使薄膜振動起來。由於粘在薄膜上的碎鏡片的“光放大”作用,使這一微小振動“放大”為明顯的光斑跳動。
(2)將點燃蠟燭放在揚聲器適當距離,使揚聲器發聲,可以看出揚聲器前蠟燭火焰來回擺動。
(3)試著做下面的實驗:取兩隻完全相同的音叉,按圖所示的方式放置,注意要讓兩音箱的開口端相對。用細線懸掛一個泡沫塑料球(或乒乓球)與左邊的音叉輕輕接觸。用錘敲擊右邊的音叉使其振動發聲。觀察左邊的音叉及泡沫塑料球的反應,你會發現泡沫塑料球被彈起。這時用手握住右邊音叉的叉股,使其停止振動。我們會聽到左邊音叉發出的聲音。左邊音叉為什麼會發出聲音呢?通過該實驗能得出哪些結論?
選自:《初中物理自制教具》
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