多普勒效應的演示裝置

王振環,陳 廷

(1.烏魯木齊八一中學,新疆烏魯木齊830002;2.烏魯木齊職業大學,新疆烏魯木齊830001)

多普勒效應的演示裝置

王振環1,陳 廷2

(1.烏魯木齊八一中學,新疆烏魯木齊830002;2.烏魯木齊職業大學,新疆烏魯木齊830001)

利用簡易材料自制了發聲球,將發聲球用彈弓在光滑的鋼絲上發射出去,隨發聲球的移動可展現多普勒效應.

多普勒效應;蜂鳴器;聲源

在普通高中物理課程標準實驗教科書[1]“多普勒效應”[2]中有演示實驗——蜂鳴器的音調變化,筆者按照教科書中介紹的方法演示該實驗,發現實驗效果并不理想.筆者受“鳴笛的火車靠近(遠離)觀測者可觀測到多普勒效應”的啟發,想到了用彈弓把發聲裝置發射出去,且用尼龍線約束蜂鳴器的運動,以此演示多普勒效應.經使用后發現,演示效果較好,且教具簡單易制.

首先制作能被發射出去的聲源,將其稱為“發聲球”,實物見圖1.所需材料為有源蜂鳴器,紐扣電池(連接蜂鳴器的引腳,為其提供電能,再將蜂鳴器黏接在鐵絲環上),少許海綿和長約10 m的尼龍線.

圖1 發聲球實物圖

演示方法:把尼龍線穿過發聲球上的鐵絲環,拉緊尼龍線,再用彈弓發射發聲球,在尼龍線的約束下,蜂鳴器沿著直線快速運動.如圖2所示.

注意事項:

1)用絕緣膠帶包住蜂鳴器和紐扣電池,再用膠把發聲球包裹成外部堅硬的球形體,并且引出作為開關的引線,注意不要讓膠堵塞蜂鳴器的揚聲孔.

圖2 用發聲球演示多普勒效應的示意圖

2)在尼龍線的末端放置少許海綿條,以免高速運動的發聲球傷及拉線的人,并且可以保護發聲球不被撞壞.

3)約束發聲球運動的線也可用鋼絲,不宜用鐵絲(鐵絲易折,不易拉直),也不宜用表面不平的鋼絲索.鋼絲的兩端可能很尖,務必妥善處理.

該教具通過模擬火車鳴笛駛過而展現多普勒效應.在物理教學中以實驗的方式重現物理情景,不僅有利于物理教學,也有益于培養學生的創新能力.

[1]人民教育出版社課程教材研究所,物理課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書·物理(3-4)[M].北京:人民教育出版社,2007:41.

[2]姜洪喜,任敦亮.聲波多普勒效應演示實驗[J].物理實驗,2006,26(9):36.

[3]孫明西.明顯感受到多普勒效應現象的條件分析[J].物理教學探討,2007,25(7上半月):19-20.

[4]梁旭.中學物理教學藝術研究[M].杭州:浙江大學出版社,2005.

[責任編輯:尹冬梅]

G633.7

B

1005-4642(2011)02-0028-01

2010-09-03;修改日期:2010-11-30

王振環(1977-),男,江蘇邳州人,烏魯木齊八一中學一級教師,學士,從事中學物理教學工作.