共振法测声波波长实验的改进，本文主要内容关键词为：声波论文,波长论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中物理《驻波》一节，给出了共振法测声波（纵波）波长的实验（见图1）：在盛有水的容器中插入一根粗玻璃管，管口上方放一个正在发声的音叉.慢慢向上提起玻璃管，当管内空气柱达到一定长度时，可以听到空气柱发出较强的声音.这时，从音叉发出并进入玻璃管的声波和经水面反射回来的反射波相互叠加，在空气柱内产生驻波，玻璃管开口处为波腹，水面处为波节，空气柱的长度为乙L=λ/4，如果玻璃管足够长，继续提起玻璃管，当空气柱长度为L=3λ/4、L=5λ/4……时，都会产生驻波.如果测出空气柱的长度L，就能测出声波的波长.如果知道音叉的频率f，还可测出声波的速度v=fλ.
完成这个实验有几个困难：①“管中上方放一个正在发声的音叉”，即要求音叉不断地发音.而音叉被敲击一下，只能在2s～3s内听到声音.若连续敲打，则难以分出是共振，还是被敲；②“慢慢提起玻璃管”，即要一手提玻璃管，一手提音叉，还要敲打音叉，二手难三全；③要演示声音的驻波并测出波长，至少要取三次共振，即L=λ/4、L=3λ/4、L=5λ/4.采用实验室常用的音叉（固有频率440Hz），波长分别为19.3厘米，57.9厘米，96.5厘米.即要求水槽深度和玻管长度要100厘米左右，这样的器材实验室缺乏；④音叉的声音实在太小（包括共鸣时），全班同学不可能都听得清楚，说服力不强.
为了提高实验效果，增强说服力，实验改进如图2所示.
原理：用喇叭发声代替音叉，激起管内空气看见.
装置及作用：在光具座上分别用A、B两支架固定一根长约1米的玻璃管（可用4W废旧日光灯管洗去荧光粉代替），支架C固定一个喇叭（5W、8Ω，各地无线电商店均有），喇叭用导线连接到音频信号发生器上.玻璃管左侧装一个活塞D及连玻璃杆E，活塞可用热水瓶软木塞精加工而成（使用时涂上润滑油），活塞靠近喇叭的一个端面（反射面）粘贴一块金属片，增强反射效果.玻璃管的左端面用塑料板做一个图3示的园形支架，以支承连杆，使其水平，保证反射面垂直玻璃管（反射效果好）.玻璃管的右侧可放一些红木细锯屑，以便从其疏密分布观察声音的驻波.玻璃管的端面用稀沙布罩住，以免锯屑飞出.
使用：①接通音频信号发生器的电源；②调节频率至2000Hz左右；③调节音量，让全班同学都能听见；④自右向左调节活塞，依次听到声音有几次最响，同时看到λ/4、3λ/4、5λ/4……个驻波（锯屑呈疏密分布），管长分别为4.2厘米，12.6厘米米……
优点：①取材方便，操作简易；②直观效果好（可听见声音，看见疏密纵波）；③音量大小可调；④频率调节方便，可形成多个驻波.老师们不妨一试.