彈簧振子共振演示器的制作

(鹽城市第一中學，江蘇 鹽城 224005)

共振現象是力學中的一個重要內容，是指當策動力的頻率等于物體(或系統)的固有頻率時，物體(或系統)做受迫振動的振幅最大.通常演示“共振現象”用的是單擺球，筆者嘗試利用彈簧振子來演示共振現象，效果明顯，趣味性強.現將自制的共振演示器介紹如下.

1 儀器組成及制作方法

(1)實驗裝置如圖1所示，在一塑料圓盤的中心打一個小孔，以孔為圓心畫一同心圓，在同心圓的圓周上等距離地打上一系列的小孔，將圓盤固定在木制支架上.

(2)圓盤的中心小孔上掛上用回形針做的掛鉤，在圓盤的同心圓上等距離選4個小孔，分別也掛上掛鉤.

(3)將5只彈簧分別掛在掛鉤上，每只彈簧的下面各懸掛一個磁鐵，這就構成了一個振動系統.5只彈簧的倔強系數KA=KB=KC，KE>KA，KDmA，那么5個彈簧振子的固有頻率滿足以下關系：fA=fB，fA>fC，fA>fD，fA

圖1

2 實驗原理及演示方法

當A振子振動時，通過磁鐵間的相互作用力給其他振子施加驅動力，使其振子做受迫振動，驅動力的頻率等于A振子的頻率，其余各振子的固有頻率取決于自身的倔強系數和振子質量.當驅動力頻率等于某一振子的固有頻率時，其做受迫振動的振幅最大.實驗時，讓A振子先振動，其余各振子在驅動力的作用下開始振動，由于fA=fB，所以可觀察到B振子的振幅最大.