声波干涉演示实验研究

声波干涉演示实验研究

绵阳市第三中学黄体刚

（四川绵阳621000）

摘要：声波干涉是中学物理教学中演示纵波干涉现象的重要实验，目前仍然有教师采用音叉演示

纵波干涉。但是，利用现代信息技术进行简单实验分析可以证明单个音叉振动实验跟声波干涉没有任何关系。利用现代信息技术，可以用更加简单直观的方法进行声波干涉实验演示。

关键词：声波干涉、音叉、演示实验

正文：

一、研究源起及现状

干涉现象是波的重要性质之一，是机械波和电磁波知识体系中的重要内容。现行高中物理教材中涉及的实验有水波的干涉实验和光波干涉实验。这两组实验都只能展示横波干涉。声波是我们现实生活中最熟悉的纵波，如果能够进行实验感知声波的干涉，就能让学生更加完整地认知波的干涉现象。

教材在声波干涉实验的呈现方式上已悄然发生改变。最早的做法是，敲响音叉，围绕因叉走一圈，感受声音变化【1】。随后几年的教材删掉了声波干涉实验。再到后来改成在操场上听双喇叭播放音乐，感受声波干涉【2】。再到目前教材在操场上行走，听双喇叭播放1kHz声音感受声波干涉【3】。我们能够感受到教材编写者希望有实验能展示声波干涉的愿望。在目前使用的各版本教材中，还没有提供一种简单有效的方法进行声波干涉实验。不少教师仍然使用音叉振动进行实验演示。这种实验方法除了效果很差以外，原理上也不够科学。

2017年6月1日，在中国知网进行文献检索，物理学科相同主题文献30篇。2/3以上文献发表于10年以前。可能由于早年技术原因，多数文章侧重理论分析，结论不尽相同或相互矛盾。一部分文章进行了音叉干涉实验改进。也有文献对音叉干涉实验提出质疑，但是基本没有进行实验验证。

二、实验研究

利用音叉演示声波干涉，前提条件是把两个振动的叉股看成频率相同且相位相反的两个声源。我们所要解决的问题是：能不能用单个音叉简单有效演示声波干涉？

实验器材：440Hz音叉一支，叉股宽度17mm，叉股间距17mm；523.2Hz音叉一支，叉股宽度8.5mm，叉股间距9.5mm；261.6Hz音叉一支，叉股宽度8.5mm，差股间距9.5mm；小型摄像机；

分析软件：讯连科技威力导演15 (64 位)（powerdirector15）

软件平台：windows 10专业版

实验过程：

1、将音叉用弹性绳竖直悬挂，敲响音叉，旋转，在距离音叉10cm

处，用摄像机拍摄旋转中的音叉。（图一）帧率25帧/秒。

分别拍摄440Hz音叉、440Hz音叉单侧叉股加铁环、523.2Hz音叉、

261.6Hz音叉鸣响视频。

2、将拍摄视频导入视频编辑软件，放大音频信号，选取音频信号

稳定且时长不少于一个周期的信号进行逐帧分析。

3、用windos10截图工具抓取分析片段图片进行对比分析（图二）。

实验现象和分析：

1、在鸣响的音叉与叉股振动方向平行的平面内有两个较强的振动加强区和两个较弱的次加强区，四个振动减弱区，如（图三）。所以以前有文章根据理论分析会

出现8个甚至更多振动加强区，是不符合实际情况的。同样，叉股连

线中垂线方向出现最强区也是不符合实际的。【4】

2、对比图二（a）和图二（b），在音叉单侧叉股加上铁环后，

振动加强和震动减弱的区域分布情况基本不变。如果强弱音区分布是

声波干涉现象，在其中一侧叉股加装铁环后，由于改变了频率，干涉

现象就应该消失。但事实恰好相反。所以，音叉振动时，周围形成的

振动强弱分区应该和声波干涉无关。

3、根据干涉原理可知，频率越高的声源发生干涉时，相邻振动

加强（或减弱）区域间的距离应该越小，在相同空间区域内应该有更

多的振动加强和振动减弱区稳定的交错分布。然而，对比图二（a）、图二（c）、图二（d）可以发现，不同频率的音叉在鸣响时形成的振动强弱分布区域分布情况几乎是一样的，跟频率完全无关。所以，同样可以说明，振动加强和减弱不是声波干涉产生的。

实验结论：

在较近区域观察，音叉鸣响时在叉股附近空间所形成的强弱音区分布。其形成原因与声波在空气中的传播原理和音叉本身的结构形态有关。因为声波是压强波，声源振动时必须使附近的空气有明显的压强改变，才能有效辐射能量。振源面积越大越容易辐射能量【5】。因为在图三x轴方向上，叉股有较大的宽度或面积，所以有较多能量向外辐射，形成振动较强的区域。又因为叉股间距较小，在叉股振动时，差股间也会形成明显的压强改变，在图三y轴方向也会有较强的声波输出。因此，音叉附近的空间会有四个声波较强的区域和减弱区交错分布。但是这种分布情况跟声波干涉无关。

在距较远区域观察，叉股间距近似为零，整个音叉应视为单一声源，也不可能形成干涉现象。

另外，音叉振动过程中声波振幅随距离和时间快速衰减，也无法有足够的空间和时间体验强弱音区分布。

通观以前相关文献，实验研究不够准确的原因大致如下：

1、理论分析中普遍较少考虑观察距离和音叉本身形状带来的影响。

2、缺少科学手段验证理论分析结果。

综上所述，用音叉振动来演示验证声波干涉是不恰当的。

三、声波干涉实验设计

其实，在现在的技术与硬件条件下，不需要特殊的设备也可以体验声波干涉现象。

实验准备：

教室用多媒体电脑一套（要装有两只音响），音频编辑软件cool edit pro（或类似软件）。

实验方法：

1、在电脑中安装音频编辑软件；

2、打开软件，新建单声道音频文件。点击“生成”、“音调”，在菜单中选择基础频率2000Hz，“调制”和“调制频率”均设定为0，“调味”选择“正弦”波形，“持续”时间设定为60s或以上，点击“确定”，得到单一频率的正弦声波。

3、点击播放按钮，播放声音。只需要学生左右摇摆身体，就能明显感觉到声音强弱的变化。关闭一个音箱，再摇摆身体，发现声音强弱不变。

4、改变音频频率分别为3000Hz、4000Hz、5000Hz、6000Hz……重复实验，会发现，声音频率越高，声音强弱变化的区域越密集。

为确保实验效果明显，一定注意如下几点：

第一，选择单声道，才能让两个音响鸣响时频率相同、相差恒定；

第二，音箱体积不宜太大，间距达到或超过1m；

第三，因为空气中声速约为340m/s，根据公式v=λf，频率f ≥2000Hz时，波长λ≤17cm，相邻加强区间距d≥λ/2=8.5cm，在教室空间内，声波干涉强弱分布较密集，学生更容易有明显体验。

第四，在演示单只音响鸣响不能产生干涉现象时，如所用音箱内有多只喇叭存在，依然会发生声波干涉。这时需要将音响更换为单喇叭音响，才能破坏干涉条件。

四、结语。

第一，不要再用音叉演示干涉现象了。

第二，在现代教育技术手段下，是可以轻松演示声波干涉的。

参考文献：

【1】高中物理必修第一册[M].第2版.人民教育出版社,1995:158

【2】高中物理必修第二册[M].第2版.人民教育出版社,2000:154

【3】高中物理选修3-4[M].第1版.教育科学出版社,2006:40

【4】张景泉.音叉的声波干涉[J].辽宁师范大学学报:1990(1):36.

【5】漆安慎、杜婵英.力学基础[M].第1版.高等教育出版社，1982：492～493.

初中物理演示实验的教学设计6页word文档

初中物理演示实验的教学设计 物理是一门以实验为基础的学科，其中包含大量的演示实验，它们是帮助学生建立物理概念和规律，理解和掌握物理知识不可缺少的手段，也是塑造学生科学精神和培养良好品德，促进学生由形象思维向抽象思维转变的有效途径。在新课程模式下强调以学生为本、以学生为主体，这就要求物理教师充分利用演示实验引导学生观察现象、发现规律、增强课堂效果。下面就如何设计好演示实验，发挥演示实验的课堂效果，谈谈自己的看法。 1 演示实验要精心准备，反复调试 为了更好地达到演示实验的效果，教师课前必须精心准备实验材料、设计合理的实验过程，弄清楚实验的原理和方法，并要反复操作调试，直到熟练的地步。对于在实验中可能出现的故障做到心中有数并能及时排除，从而使实验做得规范、熟练、成功，以取得预期的效果。 讲解“电磁铁”，由于实验器材的原因，教师课前必须经过试验找到合适的电流范围，以便达到实验效果。讲解物体浮沉条件，通过改变液体密度让学生发现鸡蛋从下沉到悬浮最后到漂浮。这个实验要想达到理想的效果，就要求教师课前将水变成盐水，使鸡蛋下沉到水底的状态变为悬浮的临界状态，这样鸡蛋从下沉到悬浮最后到漂浮的过程明显、节省时间。讲解“压力压强”，教师要选择有弹性的海绵和质量合适的物体。在演示热机原理的实验时，经过反复的调试，得出在试管中加入水的体积为试管的四分之一，需要用酒精灯加热大约2分钟，实验的效果非常明显。 2 演示实验装置设备，尽可能使用学生生活中常见、常用的物品组

合，尽可能多地使用自制教具 物理来源于生活，并与社会生活联系紧密，在进行演示实验时应尽可能使用学生生活中常见、常用的物品组合，有意识地引导学生联系生活实际，分析物理现象，并可巧用身边物品进行物理实验，以此激发学生的学习兴趣，加深学生对所学知识的理解。 例如演示磁极间相互作用时，可利用粉笔做导轨演示很是方便。具体做法：将七八支粉笔平行摆好，然后将两条形磁铁拉开或靠近来演示相吸或相斥。此实验还可用在力学部分来说明物体间力的作用是相互的。又例如顺手拿过学生的铅笔，将两环形磁铁套在铅笔上演示同名磁极相互排斥，还能说明磁悬浮列车的原理。如用铅笔和小刀做压强实验，用雪碧瓶做液体压强与深度关系的实验，用汽水瓶做大气压实验，用眼药瓶做物体的浮沉实验，用水和玻璃做光的色散实验等，这些器材学生更熟悉，更有利于使学生体会物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。 另外，在进行演示实验时教师还要尽可能多地使用自制教具。自制教具一般都是教师针对现有实验不足或者现有仪器演示效果不明显而设计 制作的，实验结果会更明显、更直观，学生更容易观察到。如讲解“浮与沉”时，教师可以利用自制潜水艇进行演示，效果会很明显。 再如在演示“液体沸点和气压关系”的实验时，首先在两只烧瓶里装上适量的水，让温度计的玻璃泡完全浸没在水中，然后给左烧瓶加热，由于空气受热膨胀，左瓶一部分空气通过导管流到右瓶里，使左瓶的气压减小，而右瓶气压增大。加热一段时间后，夹子夹紧橡皮管。用酒精灯同时给左右烧瓶加热，直到水沸腾，读下左右温度计示数大约为94 ℃和105 ℃。

声波透射法检测技术方案

基桩声波透射法检测技术方案 1 检测目的 目的是检测混凝土灌注桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。 2 检测标准 〔1〕广东省标准《建筑地基基础检测规范》DBJ15-60-2008； 〔2〕国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）。 3 检测数量 根据上述有关规范和设计的要求，本工程各标段检测数量见下表2。 各标段基桩声波透射法检测数量表2 具体检测数量及检测桩号由建设单位、监理单位会同有关各方根据施工记录及现场情况综合考虑后确定。 4 验证与扩大检测 (1)当对声波透射法检测结果有异议时，可重新组织声波透射法检测，或在同一基桩进行钻芯法验证。 (2)当检测结果不满足设计要求时，应进行扩大抽检。扩大抽检应采用原抽检用的检测方法或准确度更高的检测方法。当因未埋设声测管而无法采用声波透射法扩大检测时，应采用钻芯法。扩大抽检的数量应按不满足设计要求的桩数加倍抽检。 当采用高应变和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽

检桩数的20%时，应按原抽检比例扩大抽检。当Ⅲ、Ⅳ类桩之和不于抽检桩数的20%时，应研究确定处理方案或扩大抽检的方法和数量。 (3)验证检测和首次扩大抽检后，应根据检测结果，由监理单位或建设单位会同检测、勘察、设计、施工单位共同研究确定处理方案或进一步抽检的方法和数量。当对检测结果有怀疑或有争议但又不具备重新检测和验证检测条件时，应由监理单位或建设单位会同检测、勘察、设计、施工单位共同研究确定处理方案。 5 基本原理 超声波透射法检测混凝土质量的原理是事先在桩内预埋若干条声测管，作为超声波接收和发射换能器的通道。检测时在一个管内放入发射超声波的发射探头，在另一个管内放入接收超声波的接收探头。两个探头由底部往上同步提升，仪器记录超声波在由二管组成的砼测面内传播的声学特征。根据波的到达时间，幅度大小，频率变化及波形畸变程度，经过分析处理，从而判定出砼质量状况，存在缺陷的性质、大小及空间位置、砼匀质性。 6 检测仪器 (1) 声波发射与接收换能器应符合下列规定： ①圆柱状径向振动，沿径向无指向性； ②外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于150mm； ③谐振频率为30 ～60kHz； ④水密性满足1MPa 水压不渗水； ⑤当测距较大时，宜选用带前置放大器的换能器。 (2) 声波换能器宜配置扶正器。 (3) 声波检测仪应符合下列要求： ①具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。 ②声时测量精度优于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1 ～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。 ③声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。 本次检测使用武汉岩海工程技术有限公司生产的RS-ST01D型跨孔超声检测仪，该仪器满足上述技术要求。 7 配合工作要求 在灌注混凝土之前，需要在被检测的基桩内预先埋入检测预埋管，当受检桩

(行业报告)大学物理演示实验报告(报告范文模板)

大学物理演示实验报告 实验一锥体上滚 【实验目的】 1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。 2．说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转换。 【实验仪器】锥体上滚演示仪 图1，锥体上滚演示仪 【实验原理】 能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。 【实验步骤】 1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚； 2．将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去； 3．重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。 【注意事项】 1．移动锥体时要轻拿轻放，切勿将锥体掉落在地上。 2．锥体启动时位置要正，防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。

实验二陀螺进动 【实验目的】 演示旋转刚体（车轮）在外力矩作用下的进动。 【实验仪器】陀螺进动仪 图2陀螺进动仪 【实验原理】 陀螺转动起来具有角动量L,当其倾斜时受到一个垂直纸面向里的重力矩(r ×mg)作用,根据角动量原理, 其方向也垂直纸面向里。 下一时刻的角动量L+△L向斜后方,陀螺将不会倒下,而是作进动。 【实验步骤】 用力使陀螺快速转动，将其倾斜放在支架上，放手后陀螺不仅绕其自转轴转动，而且自转轴还会绕支架旋转。这就是进动现象。 【注意事项】

注意保护陀螺，快要停止转动时用手接住,以免掉到地上摔坏。 实验三弹性碰撞仪 【实验目的】 1. 演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。 2. 演示弹性碰撞时能量的最大传递。 3. 使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。 【实验仪器】：弹性碰撞仪 图3，弹性碰撞仪 【实验原理】 由动量守恒和能量守恒原理可知：在理想情况下，完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。当两个等质量刚性球弹性正碰时，它们将交换速度。多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上，由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞，还是有能量损失的，故最后小球还是要静止下来。 【实验步骤】 1．调整固定摆球的螺丝，尽量使摆球的中心处于同一直线上； 2．拉起最左边的一个摆球，释放，让其撞击其它的摆球，可以观察到最右侧的一个球立即摆起，其振幅几乎等于左边小球的摆幅； 3．同时拉起左侧的两个、三个或四个摆球，释放，让其撞击剩余的摆球，可观察到另一侧相同数目的摆球立即摆起，其摆幅几乎等于被拉起摆球的摆幅。【注意事项】

6、分析声波的干涉、衍射和反射

实验六 分析声波的干涉、衍射和反射现象 【实验目的】 1、了解在空气中测定声速的方法。 2、了解声波的干涉、衍射和反射现象。 3、学会用共振干涉法和相位比较法来测量声速。 【仪器和用具】 仪器主要由三部分组成：声速测定装置、正弦信号发生器和示波器。 声速测定装置如图一所示 图一 数显声速测量装置结构图 1.电源开关; 2.位移显示; 3.位移显示置零; 4.位移调节; 5.信号输入; 6.超声发射器; 7.超声接收器; 8.接收信号输出 9.转动导轨 【实验原理】 1、共振干涉法 设有一从发射源发出的一定频率的平面声波，经过空气传播，到达接收器，如果接收面与发射面严格平行，入射波即在接收面上垂直反射，入射波与反射波相干涉形成驻波，反射面处为位移的波节。改变接收器与发射源之间的距离l ，在一系列特定的距离上，媒质中出现稳定的驻波共振现象。此时，l 等于半波长的整数倍，驻波的幅度达到极大；同时，在接收面上的声压波腹也相应地达到极大值。不难看出，在移动接收器的过程中，相邻两次达到共振所对应的接收面之间的距离即为半波长。因此，若保持频率v 不变，通过测量相邻两次接收信号达到极大值时接收面之间的距离(2/λ)，就可以用V v λ=计算声速。 2、相位比较法 发射波通过传声媒质到达接收器，所以在同一时刻，发射处的波与接收处的波的相位不同，其相位差?可利用示波器的李萨如图形来观察。?和角频率ω、传播时间t 之间有如下关系： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 FD － S － 2 声速测量综合实验仪

t ω?= 同时有，T /2πω=,,V l t TV λ= =，（式中T 为周期），代入上式得： λπ?/2l = 当,...)3,2,1(2/==n n l λ时，得π?n =。 实验时，通过改变发射器与接收器之间的距离，可观察到相位的变化。而当相位差改变π时，相应的距离l 的改变量即为半个波长。由波长和频率值可求出声速。 3、理想气体中的声速值 声波在理想气体中的传播可认为是绝热过程，因此传播速度可表示为 V = 式中R 为气体普适常量（1 1 8.314R J mol k --=??），γ是气体的绝热指数(气体比定压热容与比定容热容之比)，μ为分子量，Θ 为气体的热力学温度，若以摄氏温度 θ计算，则： 00273.15K θΘ=Θ+Θ= （2） 将（2）式代入式(1)后得到， V V = 对于空气介质，0℃时的声速0=331.45/V m s 。若同时考虑到空气中的蒸汽的影响，校准后声速公式为： /V m s = (4) 式中w p 为蒸汽的分压强，p 为大气压强。 4、声波的干涉 许多用可见光束产生的衍射和干涉实验都可以用超声波来实现和演示。其中最简单的是双缝干涉实验。实验装置如图二所示。

物理 声现象综合试题含答案

一、初中物理声现象问题求解方法 1．下列关于声音的说法中不正确的是 A．“隔墙有耳”说明固体也能传声 B．“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的 C．“震耳欲聋”说明声音的音调高 D．引吭高歌说明声音的响度大 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查声音的有关知识。 【详解】 A．声音可以在固体、液体和气体中传播，“隔墙有耳说”明固体可以传播声音，故A正确，不符合题意； B．不同的人发出声音的音色不同，“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的，故B正确，不符合题意； C．“震耳欲聋”说明声音的响度大，而不是音调高，故C错误，符合题意； D．“引吭高歌”中的“高”是指声音的响度大，故D正确，不符合题意。 2．如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，用同样的力再次拨动钢尺，比较两种情况下钢尺振动的快慢和发出的音调。下列做法中所用到的科学探究方法与此相同的是 A．地震、火山爆发、海啸等自然灾害发生时，都伴有次声波产生，而人耳听不到次声波，不能准确预测灾害的发生。使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波，处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度 B．人们用噪声监测仪来监测噪声的强弱等级，以便及时采取措施，控制噪声 C．人们用光线来表示光的传播径迹和方向 D．取材质相同但质量与体积均不相同的松木块，用天平测出它们的质量，用量筒量出它们的体积。通过计算得出“同种物体质量与体积的比值，即密度相同”的结论 【答案】D 【解析】 【详解】 题目正文中使用的探究方法是控制变量法； A．人耳听不到次声波，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波，处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度，采用的是转换法，故A不符合题意；

超声波检测技术

超声工业测量技术 在非电量电测技术中，许多非电量可以通过电学方法加以测定，同样，许多非声量也可通过声学方法来加以测定，这就是所谓超声工业测量技术。非电量的电测主要是通过一些元件的电阻、电容或电感等量来进行的。在超声工业测量技术中，非声量的测定也往往是通过某些媒质声学特性(主要是声速、声衰减和声阻抗率等)的测量来进行的。 超声工业测量技术中应用最广的是媒质的声速这一物理量。 第一，媒质的声速与媒质 的许多特性有直接或间接的关系。有些关系非常简单直接，已有精确的理论公式，例如，在测定声速和密度后，就可求出媒质的弹性模量。有些关系比较间接而且复杂，但在特定的条件下，仍可以建立一些半理论或纯经验的关系式，例如，媒质的成分，混合物的比例，溶液的浓度，聚合物的转化率，某些液体产品的比重，某些材料的强度等等，都可与声速建立一定的关系，利用这些关系，就熊通过测量声速来测定这些媒质的非声特性。上述原则是声速分析仪的基本原理。 第二，媒质的声速与媒质所处的状态也有相互关系。例如，媒质的温度、压强和流速等状态参量的变化都会引起相应的声速的变化。如声学温度计、超声波风速仪和超声流量计就是用这一类关系来测量温度或流量的。 第三，其他应用，例如在声速c已经测知的媒质中，可以利用声波传播距离L和传播时间t 的关系L=ct，或利用波长λ和频率f(或周期T)之间的关系c=fλ=λ/T，进行超声测距的应用。如超声液位计和超声测厚计就是这一方面的典型应用技术。 声阻抗率方法也是一种较常用于媒质特性分析的技术。在这种技术中，所测定的声学 量是换能器对媒质的辐射阻抗率。如果换能器在媒质中所激起的是平面纵波行波，则辐射阻抗率就是声阻率ρc。当两种媒质的声速c几乎相同，但密度ρ有很大不同时，往往就可根据ρc的测量来加以区别。在同时测得声速的情况下，也可用这种方法来测量液体的密 度p或弹性模量ρc2等。如果换能器在液体媒质中激起的是切变行波，其声阻抗率将与 成正比，η是液体的粘性，这就是超声粘度计的原理。如果换能器是在流体中作弯曲振动的，则其辐射声抗率将与流体的密度p有关，因而使换能器的共振频率随p而变化，这也是一种可以精确测定液体密度的原理。 遇到需要采用声学方法来测定一个非声量的情况时，在声速、衰减和阻抗这三种技术途径中，应按什么准则来决定取舍呢?第一是看要测的非声量究竟与那一个声学量的关系比较明显。这就是说，相应于同样大小的非声量的变化，如果某一声学量能够有最大的变化，这一声学量就比较值得考虑。第二，应该考虑到声速、衰减和声阻抗率都是随很多因素变化的，除待测的那种非声量外，其他媒质特性或媒质状态的变化往往也会引起声学量的变化，对于须测的非声量来说，这些其他因素引起的变化就是一种干扰。因此，选用某种声学量的途径时，应注意干扰因素要尽可能少，干扰影响要尽可能小，或可采用切实可行的补偿措施来避免这些干扰。第三，挑选技术途径时必须注意满足现场的使用、安装和维护等条件并应达到要求的精度，在这一前提下还应力求稳定耐久和方便可靠，才能有较高的实用价值。上述准则只是一些原则性的意见，还应根据具体情况作具体的考虑。 声发射检测技术 材料或结构受外力或内力作用产生形变或断裂 ,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。各种材料声发射的弹性波的频率范围很宽 ,从次声频、声频到超声频 ,因此 ,

声波干涉演示实验研究

声波干涉演示实验研究 绵阳市第三中学黄体刚 （四川绵阳621000） 摘要：声波干涉是中学物理教学中演示纵波干涉现象的重要实验，目前仍然有教师采用音叉演示 纵波干涉。但是，利用现代信息技术进行简单实验分析可以证明单个音叉振动实验跟声波干涉没有任何关系。利用现代信息技术，可以用更加简单直观的方法进行声波干涉实验演示。 关键词：声波干涉、音叉、演示实验 正文： 一、研究源起及现状 干涉现象是波的重要性质之一，是机械波和电磁波知识体系中的重要内容。现行高中物理教材中涉及的实验有水波的干涉实验和光波干涉实验。这两组实验都只能展示横波干涉。声波是我们现实生活中最熟悉的纵波，如果能够进行实验感知声波的干涉，就能让学生更加完整地认知波的干涉现象。 教材在声波干涉实验的呈现方式上已悄然发生改变。最早的做法是，敲响音叉，围绕因叉走一圈，感受声音变化【1】。随后几年的教材删掉了声波干涉实验。再到后来改成在操场上听双喇叭播放音乐，感受声波干涉【2】。再到目前教材在操场上行走，听双喇叭播放1kHz声音感受声波干涉【3】。我们能够感受到教材编写者希望有实验能展示声波干涉的愿望。在目前使用的各版本教材中，还没有提供一种简单有效的方法进行声波干涉实验。不少教师仍然使用音叉振动进行实验演示。这种实验方法除了效果很差以外，原理上也不够科学。 2017年6月1日，在中国知网进行文献检索，物理学科相同主题文献30篇。2/3以上文献发表于10年以前。可能由于早年技术原因，多数文章侧重理论分析，结论不尽相同或相互矛盾。一部分文章进行了音叉干涉实验改进。也有文献对音叉干涉实验提出质疑，但是基本没有进行实验验证。 二、实验研究 利用音叉演示声波干涉，前提条件是把两个振动的叉股看成频率相同且相位相反的两个声源。我们所要解决的问题是：能不能用单个音叉简单有效演示声波干涉？ 实验器材：440Hz音叉一支，叉股宽度17mm，叉股间距17mm；523.2Hz音叉一支，叉股宽度8.5mm，叉股间距9.5mm；261.6Hz音叉一支，叉股宽度8.5mm，差股间距9.5mm；小型摄像机； 分析软件：讯连科技威力导演15 (64 位)（powerdirector15） 软件平台：windows 10专业版 实验过程： 1、将音叉用弹性绳竖直悬挂，敲响音叉，旋转，在距离音叉10cm 处，用摄像机拍摄旋转中的音叉。（图一）帧率25帧/秒。 分别拍摄440Hz音叉、440Hz音叉单侧叉股加铁环、523.2Hz音叉、 261.6Hz音叉鸣响视频。 2、将拍摄视频导入视频编辑软件，放大音频信号，选取音频信号 稳定且时长不少于一个周期的信号进行逐帧分析。

中考物理专题《声现象》综合检测试卷含详细答案

一、初中物理声现象问题求解方法 1．下列说法中，正确的是（） A．声音在真空中传播速度最快 B．汽车安装的倒车雷达是利用电磁波工作的 C．超声波清洗眼镜，是利用了声波传递能量的性质 D．声源的振幅越大，音调越高 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A. 声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故A错误； B. 汽车安装的倒车雷达是利用超声波工作的，故B错误； C. 声波能够传递信息和能量，超声波清洗眼镜，是利用了声波传递能量的性质，故C正确； D. 声源的振幅越大，响度越大，而音调由频率决定，故D错误； 故选C． 2．以下四项措施中：①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃；②城市禁止机动车鸣喇叭；③马路两旁植树；④高速道路两侧设置隔音板墙．对控制噪声污染有作用的是 A．①②③④B．②④ C．①②④D．②③④ 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 ①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃，可以在传播过程中减弱噪声； ②城市禁止机动车鸣喇叭，属于在声源处减弱噪声； ③马路两旁植树，可以在传播过程中减弱噪声； ④高速道路两侧设置隔音板墙，也是在传播过程中减弱噪声； 故①②③④都对控制噪声污染有作用． 故选A． 3．如图所示声波的波形图，下列说法正确的是 A．乙、丁的响度和音色相同B．甲、丁的音调和响度相同 C．甲、乙的音调和响度相同D．丙、丁的音色和响度相同

【答案】C 【解析】 【分析】 音调跟物体的振动频率有关，振动频率越大，音调越高；响度跟物体的振幅有关，振幅越大，响度越大；音色跟发声体的材料、品质有关。 【详解】 A．乙和丁的振动的频率相同，音调相同，没有指明是同一种乐器，音色不一定相同，故A 错误； B．甲和丁的振动的频率相同，音调相同；振幅不同，响度不同，故B错误； C．甲和乙振动的频率相同，音调相同；振幅相同，响度相同，故C正确； D．丙和丁的振幅不相同，丙、丁响度不相同，音色也不一定相同，故D错误； 故选C。 4．如图所示声波的波形图，下列说法正确的是（） A．甲、乙的音调相同B．乙、丙的音调相同 C．乙、丙的响度相同D．丙、丁的响度相同 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A. 从图中可以看出，甲和乙波形的形状并不完全相同，因此它们的音色不同，振幅和频率相同，故音调和响度相同，故A正确； BC、从图中可以看出，乙和丙波形的形状并不完全相同，因此它们的音色不同，振幅相同，响度相同，频率不相同，故音调不相同，故B错误，C正确； D. 从图中可以看出，丙和丁波形的形状相同，因此它们的音色相同，振幅不相同，响度不相同，频率不相同，故音调不相同，故D错误； 5．阅读《“神秘而恐怖”的声音----次声波》回答问题 “神秘而恐怖”的声音---次声波 次声波的特点是来源广、传播远、能够绕过障碍物传得很远．次声的声波频率很低，在20Hz以下，波长却很长，传播距离也很远．它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远．例如，频率低于1Hz的次声波，可以传到几千以至上万千米以外的地方．次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下．次声波在空气中的传播速度也是

大学物理演示实验报告.doc

大学物理演示实验报告 大学物理演示实验报告一： 实验目的：通过演示来了解弧光放电的原理 实验原理：给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，并产生大规模的放电，形成气体的弧光放电。 雅格布天梯的两极构成一梯形，下端间距小，因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热(空气的温度升高，空气就越易被电离, 击穿场强就下降)，使其上部的空气也被击穿，形成不断放电。结果弧光区逐渐上移，犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时，由于两电极间距过大，使极间场强太小不足以击穿空气，弧光因而熄灭。 简单操作：打开电源，观察弧光产生。并观察现象。(注意弧光的产生、移动、消失)。 实验现象： 两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电，同时产生光和热。热空气带着电弧一起上升，就象圣经中的雅各布(yacob以色列人的祖先)梦中见到的天梯。 注意事项：演示器工作一段时间后，进入保护状态，自动断电，稍等一段时间，仪器恢复后可继续演示，

实验拓展：举例说明电弧放电的应用 大学物理演示实验报告二： 学物理演示实验报告--避雷针 一、演示目的 气体放电存在多种形式，如电晕放电、电弧放电和火花放电等，通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。 二、原理 首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电极未放电。这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处)，两极之间的电场越强，空气层被击穿。反之越少(球型电极处)，两极之间的电场越弱，空气层未被击穿。当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时，其间的电场较弱，不能击穿空气层。而此时球型电极与平板电极之间的距离最近，放电只能在此处发生。 三、装置 一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。 四、现象演示 让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。尖端电极放电，而球型电极未放电。接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离，放电在球型电极与平板电极之间发生

2020-2021中考物理专题复习声现象问题求解题

一、初中物理声现象问题求解方法 1．如图所示声波的波形图，下列说法正确的是（） A．甲、乙的音调相同B．乙、丙的音调相同 C．乙、丙的响度相同D．丙、丁的响度相同 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A. 从图中可以看出，甲和乙波形的形状并不完全相同，因此它们的音色不同，振幅和频率相同，故音调和响度相同，故A正确； BC、从图中可以看出，乙和丙波形的形状并不完全相同，因此它们的音色不同，振幅相同，响度相同，频率不相同，故音调不相同，故B错误，C正确； D. 从图中可以看出，丙和丁波形的形状相同，因此它们的音色相同，振幅不相同，响度不相同，频率不相同，故音调不相同，故D错误； 2．超声清洗及超声碎石是利用声能_____的性质工作的，而回声定位则利用了声能_____的性质。 【答案】传递能量传递信息 【解析】 【分析】 【详解】 [1][2]声既能传递信息，也能传递能量，超声清洗是利用声能传递能量的性质工作的，回声定位是利用了声能传递信息的性质。 【点睛】 声音可以传递信息，如：隆隆的雷声预示着一场可能的大雨，“声呐”的利用、医用“B 超”等；声音能够传递能量，如：利用声波来清洗钟表等精细的机械，“超声波碎石”等。 3．如图所示，在两个完全相同的高脚玻璃杯内装有相同深度的水，当用筷子敲击杯子时，要使得甲杯发出的声音的响度大于乙杯，你的做法是：_________________。要使甲杯发出的声音的音调高于乙杯，你的做法是：_______________。

【答案】用更大的力敲击甲杯减少甲杯中的水 【解析】 【详解】 [1]响度与振动幅度有关，振动幅度越大，响度越大，两个完全相同的高脚玻璃杯内装有相同深度的水，要使得甲杯发出的声音的响度大于乙杯，甲杯的振动幅度就要大于乙杯，所以就要用更大的力敲击甲杯； [2]用筷子敲击杯子时，是杯子和水发生了振动，当水量越大时，杯子和水越难振动，杯中的水量越大，音调越低，水量越小，音调越高，要使甲杯发出的声音的音调高于乙杯，应该减少甲杯中的水。 4．如图所示，四个相同的玻璃杯瓶内装有深度不同的水。用嘴贴着瓶口吹气，会发出不同的声音，其中音调最高是图________。用小棒敲击瓶子时，发出的声音音调最高的是图 ________。 【答案】甲丁 【解析】 【详解】 [1]用嘴贴着瓶口吹气，会发出不同的声音，这是空气柱的振动发出的声音，空气柱越短，振动的频率越高，音调越高，从图中可以看到，图甲的空气柱最短，那么它的音调最高； [2]用小棒敲击瓶子时，振动的是瓶子和瓶子里面的水，水越少，声音振动的频率越高，音调越高，从图中可以看到，图丁的水最少，那么它的音调最高。 5．一辆轿车正匀速驶向一座高山，司机鸣笛后6s听到回声，若汽车行驶时的速度是 20m/s，则汽车司机听到回声时距离高山有多远？（空气中声速为340m/s） 【答案】960m 【解析】 【详解】 由速度公式 s v t 得汽车的行驶路程为：

初中物理创新实验设计方案1

初中物理创新实验设计方案 一、实验课题名称：惯性定律演示仪 二、实验设计思路： 运用惯性定律（牛顿第一定律）：物体在不受任何外力作用的时候总保持静止或匀速直线运动（物体总保持原有在运动状态直到有外力迫使它改变为止） 三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用： 该实验是八年级物理第八章第二节内容，在已经学习了牛顿第一定律的基础上，研究所有物体都具有惯性，对于学生理解、学习、运用牛顿第一定律以及惯性的知识具有相当重要的作用。 可以说，这个实验是探究物体惯性的核心演示实验，一旦学生通过观察本实验仪的演示，必定会十分深刻在理解和掌握惯性在相关知识。 四、实验器材： 长木板、小车、弹簧、直塑料细管、漏斗、橡皮筋、细线、弹珠、铁钉 五、实验原型及不足之处: 传统的实验方法是使用控制变量法，使两种物质的质量相等，吸收的热量相同，通过观察温度计上示数的变化，得出结论：温度计示数上升较快的物质，升高1℃所需的热量较少，吸收热量的能力较小（即比热容较小）。它的不足之处： ⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差，容易受到外界环境的影响（如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等）不便于控制； ⑵通过实验得出的结论是：吸热能力的大小与温度的变化成反比，学生要多转动一下思维才能理解，结论没有改进后的直接； ⑶所需要的实验器材也比较多，不利于实验的准备与操作。 ⑷所用烧杯体积过大，与空气的接触面积过大，所以散热过多，造成实验测量误差过大。 （如图） 六、实验创新与改进之处： ⑴将两套装置合二为一，减少了小组实验时对器材的需要；

⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量，误差更小； ⑶两试管与空气的接触面更小，散热较少，误差较小； ⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点（两试管型号相同、质量相等），就保证了相同时间内吸收的热量相同 ⑸实验中，将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间，这样做的好处是使实验结论更直接； （如图） 七、实验原理： 通过控制两物质质量相等、吸收热量相同、升高相同的温度等因素，来观察手中的秒表。升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量自然多一些，单位质量吸收热量的能力更强（即比热容更大一些）。 说明：完成实验时需控制的几个量 ⑴两试管型号相同、质量相等； ⑵试管中的水和食用油质量相等； ⑶试管中的水和食用油初温相同（可将两试管放入装有冷水的同一烧杯中1～2分钟）； ⑷相同时间内两试管吸收的热量相等； ⑸两试管中的液体升高相同的温度； 改变的量： ⑴升高相同温度时所需要加热的时间不同； ⑵升高相同温度时所吸收的热量不同。 八、实验操作步骤： ⑴将装有质量相等的水和食用油的试管插入事先准备好的同一烧杯的冷水中1～2分钟，保证两试管中液体的初温相同； ⑵将初温相同的两试管从冷水中拿出来同时放入正在加热的石棉网上，并放入温度计（同时按下秒表开始计时），观察通过热传递获得热量的两试管中温度计的变化； ⑶在温度计达到70℃时分别记下所用的时间； ⑷比较升高相同温度时所用时间的不同； ⑸得出结论：升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量较多，吸收热量的能力较强（比热容较大）。

大学物理演示实验感想

大学物理演示实验感想 通过此次光学演示实验使我了解了光的实质，就是原子核外电子得到能量跃迁到更高的轨道上之后由于所处轨道不稳定，电子还要跃迁回去，跃迁回去会释放出一个光子，就是以光的形式向外发出能量，跃迁的能级不同，释放出来的能量不同，光子的波长就不同，光的颜色就不一样了。当复色光进入棱镜或光栅后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。使我深刻认识到光的传播、干射、衍射、散射、偏振等许多现象及其原理，还有发生这种现象的外部条件。通过对这些特性的理解，使我从现实方面认识到光的波粒二象性，认识到光在什么条件下表现粒子性，在什么条件下表现波动性。通过激光传播信号的演示实验中我知道光不但给人以美的感受还有诸多其它方面的用处。在光的色散实验中，我对牛顿环的印象最深刻，通过对牛顿环现象的认识，我加深了对等厚干涉的了解，尤其是半波损失对牛顿环的应用，对半波损失有了进一步的了解和记忆。 我觉得我们做的虽然是演示实验，但也很有收获，这是我们对课上所学知识的一个更直观的了解，通过此次光学演示实验使我对光有了一种感性的认识，加深了对光学现象及原理的认识，为今后光学的学习打下深厚的基础，此次演示实验把理论与现实相结合，让大家在现实生活中理解光波的本质，这给我们每天的理论学习增添了一点趣味。虽然说演示实验的过程是简单的，但它的意义绝非如此。我们学习的知识重在应用，对大学生来说，演示实验不仅开动了我们思考的马达，也让我们更好地把物理知识运用到了实际现象的分析中去，使我们不但对大自然产生了以前没有的敬畏和尊重，也有了对大自然探究的好奇心，我想这是一个人做学问最最重要的一点。因此我想在我们平时的学习中，要带着一种崇敬的心情和责任感，认认真真地学习，踏踏实实地学习，只有这样，我们才能真正学会一门课，学好一门

声波的干涉

1设有一沿x 方向的平面驻波，其驻波声压可表示为)()(kx t j ra kx t j ia e p e p p +-+=ωω，若已知2πj ia ra e p p =，试求该驻波声场的平均声能量密度ε和平均声能量流密度（声强）I 。 由题意得)()(kx t j ra kx t j ia e p e p p +-+=ωω)2()(πωω++-+=kx t j ia kx t j ia e p e p ))2(()(πωω----+=kx t j ia kx t j ia e p e p 21p p += 两列波的相位差2 2)2(ππ?--=---=kx kx kx 两列波的平均声能量密度分别为2002ia 12c p ρε=，20 02ia 22c p ρε= 该驻波声场的平均声能量密度?ρεεεc o s 200a a 21c p p i i ++=＝2002ia 2c p ρ＋20 02ia 2c p ρ＋)22cos(2002ia πρ--kx c p ＝??????++)22cos(12002ia πρkx c p ＝)2sin 1(20 02ia kx c p -ρ 该驻波声场的平均声能量流密度==0c I ε)2sin 1(0 02ia kx c p -ρ 2 某测试环境本底噪声声压级40dB ，若被测声源在某位置上产生的声压级70dB ，试问置于该位置上的传声器接收到的总声压级为多少？如本底噪声也为70dB ，总声压级又为多少？ （1）10222210lg 10P L ref e ref e P P P P P L ?=?= 所以)1010 (10701040222212+?=+=ref e e e P P P P 总声压级70)1010 lg(10lg 101070104022 ≈+==ref e P P P L dB （2）总声压级73)1010lg(10lg 101070107022 ≈+==ref e P P P L dB 3房间内有n 个人各自无关地朗读，假如每个人单独时在某位置均产生L j (dB)的声音，那么n 个人同时朗读时在该位置上总声压级应为多少？

八年级物理声音特性专题练习

八年级物理声音特性专题练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．我们欣赏音乐时能分辨处不同乐器发出的声音，主要是因为不同乐器发出声音的（）A．音色不同B．音调不同C．响度不同D．传播速度不同2．对于下列四幅图，说法正确的是( ) A．小明敲鼓时用力越大，鼓发出声音的音调越高 B．广口瓶中的空气越稀薄，人听到手机的响声越大 C．纸板划得越慢,梳齿振动得越慢，发出的音调越低 D．安装"噪声监测仪"可以根治噪声污染 3．在“校园十佳歌手”比赛中，黄英同学以优美、洪亮的嗓音和华丽的高音征服了所有评委，获得冠军。其中，“优美、洪亮、高音”对应的声音的特性分别是（）A．音调、响度、音色B．音调、音色、响度 C．音色、响度、音调D．音色、音调、响度 4．如图所示，在四个完全相同的玻璃杯内装有质量不等的同种葡萄酒，用大小相同的力敲击四个玻璃杯，会发出不同的声音．这“不同的声音”主要是指声音的 A．音调B．振幅C．音色D．响度 5．如图所示声波的波形图，下列说法正确的是（） A．乙、丁的音调和音色相同B．甲、丙的音调和音色相同 C．甲、乙的音调和响度相同D．丙、丁的音色和响度相同 6．我们学过的许多成语包含了声现象，如：①隔墙有耳、②掩耳盗铃、③低声细语、④悦耳动听、⑤震耳欲聋．这些成语中描述同一声音特征的是

A．①②B．②⑤C．③④D．③⑤ 7．医生为心脏病患者诊断时，常用听诊器听患者的心跳，使用听诊器是为了（）A．增大心胀跳动时的振幅B．加快心胀跳动时的频率 C．增强人听到声音的响度D．改善心胀跳动时的音色 8．如图所示是敲击音叉时示波器在相同时间内截取的二列声波图，下列说法正确的是（） A．甲的音调比乙的音调低B．甲的音量比乙的音量小 C．甲的音调比乙的音调高D．甲的音量比乙的音量大 9．如图所示是几种声音输入示波器上时显示的波形，音调和响度都相同的两种声音是（） A．丙丁B．乙丁C．甲丙D．甲乙 10．突如其来的“新冠病毒”疫情给全国人民带来很大影响，为了保护自己与他人，出门必须要戴口罩。当你戴上口罩之后与人交谈时，他人听到你的声音（） A．音调变低B．音调变高C．响度变小D．响度变大11．小明在探究“声音是由物体振动产生的”实验中，用正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次弹开，如图所示．下列说法正确的是（） A．音叉发声是由于小球的振动产生的 B．小球的振动频率与音叉的振动频率相同 C．小明听到音叉发出的声音是通过空气传播的 D．实验中把音叉的微小振动转换成小球的跳动，是为了增大声音的响度 12．陕西许多路口安装有盲人过街提示器，盲人可以根据提示器发生音的高低辨别方向．其中声音的高低是指声音的

对中学物理演示实验的认识和教学设计案例

1 引言 “你要我做什么？你要我怎么做？”长期以来，我们的学生就是在这种被动,机械的模式下进行着学习，思想僵化，缺乏创造力。而反思我们的教学则不难发现：思想僵化，是因为我们给予学生太多的“必须”；缺乏创造力,是因为我们留给学生太少的“可能”。物理实验的教学设计,正是活跃思想,培养能力的一种好方法,好途径。传授以物理实验的基本方法，更多地让学生去思考：“我要做什么？我会怎么做？我为什么这么做？”能力的提高有一个时间积累的过程。因此，从平时的每一堂课入手，切实加强对演示实验和分组实验的教学设计，才是物理学科将能力培养与知识掌握达到最佳结合的途径。 2 中学物理演示实验教学的现状及对策 物理学是一门比较抽象的科学，是以观察、实验为基础的学科，它包含的内容极其丰富，许多基本概念、定律、定理需要学生掌握，教学过程中的各个环节密切联系。演示实验更是教学中极其重要的环节，在中学物理教学中具有不可替代性。 2.1 中学物理演示实验的特点 从演示实验的教学过程来看，实验装置与教师、学生构成

了三元教学系统，其中演示实验装置起到了建立物理情景的作用。教师的引导，激发了学生观察实验的兴趣和解释实验现象的欲望。也就是说，教师引导对激发学生的情感起了主导作用。学生在物理情景和物理情感的作用下，主动参与观察实验，在活动中使智力、技能和品格都得到发展]1[。搞好物理演示实验教学，不仅能够达到使学生掌握好基础知识和基本技能的要求,而且还能使它成为学生学习探索知识的过程，从而使学生建立科学的思维方法，培养学生的创造能力，全面提高人的素质。 2.2 中学物理演示实验教学的现状分析 本世纪80年代以来，国内外不少物理教育工作者进行了教改实践，总的趋势都是加强物理实验教学，注重从“应试教育”向“素质教育”转轨。但我国由于应试教育的强大压力、传统教育思想的束缚、实验设备的不足及实验技术的落后等，在当前的物理实验教学中，演示实验仍是极其薄弱的环节，这种状况将影响学生的知识能力结构和非智力因素的发展。目前制约当前高中物理演示实验教学的主要因素主要有以下几个方面：(1)受传统的“应试教育”思想的影响太深；（2）对“物理实验在教学中的作用”的认识存在偏差；(3)对演示实验及其教学方式缺乏创新思想]2[。 2.3 如何改进中学物理的演示实验教学

声波测试技术的原理及其运用

声波测试技术的原理及其运用 1.声波测试原理 声波探测技术是一种岩土体测试技术，它根据弹性波在岩体中传播的原理，用仪器的发射系统向岩土体中发射声波，由接受系统接收。由于岩体的岩性、结构面情况、风化程度、应力状态、含水情况等地质因素都能直接引起声波波速、振幅和频率发生变化，因此可通过接收器所接受的声波波速、频率和振幅了解岩土体地质情况并求得岩土体某些力学参数（如泊松比、动弹性模量、抗压强度、弹性抗力系数等）和其他一些工程地质性质指标（如风化系数、裂隙系数、各向异性系数等）。 声波仪是声波探测使用的仪器。声波仪有多种型号，主动测试的仪器一般都由发射系统和接收系统两大部分组成。发射系统包括发射机和发射换能器，接收系统包括接收机和接收换能器。发射机是一种声源讯号的发射器，由它向压电材料制成的换能器(图中的1)输送电脉冲，激励换能器的晶片，使之振动而产生声波，向岩体发射。于是声波在岩体中以弹性波形式传播，然后由接收换能器(图中的2)加以接收，该换能器将声能转换成电子讯号送到接收机，经放大后在接收机的示波管屏幕上显示波形。 声波仪的主要部件示意图 2.声波测试技术的运用 声波探测可分为主动测试和被动测试两种工作方法。主动测试所利用的声波由声波仪的发射系统或槌击方式产生；被动测试的声波则是岩体遭受自然界的或其它的作用力时，在变形或破坏过程中由它本身发出的(如滑坡)。主动测试包括波速测定，振幅衰减测定和频率测定，其中最常用的是波速测定。 目前在工程地质勘探中，已较为广泛地采用声波探测解决下列地质问题：根据波速等声学参数的变化规律进行工程岩体的地质分类；根据波速随岩体裂隙发育而降低及随应力状态的变化而改变等规律，圈定开挖造成的围岩松驰带，为确定合理的衬砌厚度和锚杆长度提供依据；测定岩体或岩石试件的力学参数如杨氏模量、剪切模量和泊松比等；利用声速及声幅在岩体内的变化规律进行工程岩体边坡或地下硐室围岩稳定性的评价；探测断层、溶洞的位置及规模，张开裂隙的延伸方向及长度等；利用声速、声幅及超声电视测井的资料划分钻井剖面岩性，进行地层对比，查明裂隙、溶洞及套管的裂隙等；划分浅层地质剖面及确定地下水面深度；天然地震及大面积地质灾害的预报。 声波探测的工作方法： （1）测网的布置 测网的布置一般应选择有代表性的地段，力求以最少的工作量解决较多的地质问题。 测点或观测孔的布置一般应选择在岩性均匀、表面光洁、无局部节理裂隙的地方，以避免介质不均匀对声波的干扰。如果是为了探测某一地质因素，测量地段应选在其他地质因素基本均匀的地方，以减少多种地质因素变化引起的综合异常给资料解释带来困难。装置的距离要根据介质的情况、仪器的性能以及接收的波型特点等条件而定。 （2）工作方式

大学物理演示实验报告文档2篇

大学物理演示实验报告文档2篇College physics demonstration experiment report docu ment 编订：JinTai College

大学物理演示实验报告文档2篇 小泰温馨提示：实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报。本文档根据实验报告内容要求展开说明，具有实践指导意义，便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。 本文简要目录如下：【下载该文档后使用Word打开，按住键盘Ctrl键且鼠标单击目录内容即可跳转到对应篇章】 1、篇章1：大学物理演示实验报告文档 2、篇章2：大学物理演示实验报告文档 篇章1:大学物理演示实验报告文档 院系名称：纺织与材料学院 专业班级：轻化工程11级03班 鱼洗是中国三大青铜器之一，在鱼洗内注入清水后摩擦其两耳，如果频率恰当，就会出现水面产生波纹，发出嗡嗡的声音并有水花跃出的现象。经验表明，湿润的双手比干燥的双手更容易引起水花飞跃。

鱼洗的原理应该是同时应用了波的叠加和共振。摩擦的 双手相当于两个相干波源，他们产生的水波在盆中相互叠加，形成干涉图样。这与实验中观察到的现象相同。按照我的分析，如果振动的频率接近于鱼洗的固有频率，才会产生共振现象。通过摩擦输入的能量才会激起水花。 令人不解的是，事实上鱼洗是否能产生水花与双手的摩 擦频率并没有关系。在场的同学试着摩擦的时候，无论是缓慢的摩擦还是快速的摩擦，都能引起水花四溅。通过查阅资料得知，鱼洗的原理其实是摩擦引起的自激振动。（就像用槌敲锣一样，敲击后锣面的振动频率并不等于敲击频率。）外界能量（双手的摩擦）输入鱼洗时，就会引起其以自己的固有频率震动。（正如在锣面上敲一下。） 为什么湿润的双手更容易引起鱼洗的振动呢？从实践的 角度，可能是因为湿润的双手有更小的摩擦系数，因为摩擦起来更流畅，不会出现干燥双手可能会出现的“阻塞”情况，这只是我个人猜想，并没有发现资料有关于这方面的讨论。 离心力演示仪是一个圆柱形仪器，中间有一个细柱，细 柱穿过一段闭合的硬塑料带上的两个正对小孔。塑料带的一段固定，静止时，系统为一个竖直平面的圆，中间由细柱传过。当摁下仪器上的按钮时，细柱带动塑料带在水平面旋转起来。