音叉振动演示仪的设计方案

杨昌相

摘 要：普通农村高中如何通过简易、可行的设备将物理教材中的实验进行改进，同时结合学生的需求进行创新，让学能简单、直观、明了的看到物理现象，验证物理理论，是每一位农村高中物理教师所思考的问题。本文就以音叉振动演示仪的设计使用全程为例，作一个简单的经验交流，希望能引起更多的中学物理老师共鸣。

关键词：器材；原理；实验；结论

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）19-008-01

一、器材及其制作

1、长方形木盒一只

2、玩具激光手电筒一只固定在木盒上的A点

3、音叉竖直固定在木木盒上的B点，周围留一定的圆形空间，可以让音叉自由振动

4、在音叉上固定一小平面镜

5、在木板的P点安装一八面棱镜

6、在木盒内安装一电动机，通过皮带轮与八面棱镜相连接。开动电机时，可以带动八面棱镜绕中心柱O匀速转动（转速可以自行调节）

7、在木盒的一侧安装一木板MN，作为接受光信号屏幕。

8、微调旋钮，用来控制电动机的转速

二、实验原理

如图1所示：当光源A发出光信号时，调节A使得光水平射向贴在正八面反射棱镜上的B点。光线到达平面镜B后经过光的反射到八面反射棱镜上的C点，在C点经过再次反射到光屏MN上的D点。当八面棱镜转动起来以后，将改变入射光线BC的入射点C的位置，将会在屏幕上扫面出一水平亮线。相对于振动图像的时间轴。当音叉振动起来以后，粘在音叉上的小平面镜会随之一起摆动，将改变入射光线AB的入射点位置，法线也随之改变，将会在屏幕上得到一条竖直方向的亮线，此亮线与音叉振动的振幅相对应。

三、实验步骤

（1）将本教具放置与水平桌面上。

（2）打开激光源的电源开关，并调节光源的位置，使光束经镜面和八面棱镜反射后照射到白色墙面上。此时可在墙面上得到一红色亮点。如图2所示：

（3）启动电动机，带动八面棱镜开始转动，并调整转速可在墙面上得到一水平亮线如图3所示：

（4）关闭电动机，使得八面棱镜停止转动。敲击音叉，可在墙面上得到一竖直亮线，改变音叉振动的振幅，亮线的长短有明显的变化。如图4所示：

（5）在启动电机的同时，敲击音叉，可以在墙面上得到一正弦波形，如图5所示：改变八面棱镜的转速，可以观察到波的频率发生变化，改变音叉的振幅，可以观察到波的振幅也随之改变。

四、演示效果

音叉的振动虽然能感觉到，但是观察起来不是很明显，此实验借助光的放大原理把微小的音叉振动放大为可见度很高的光斑的移动.它不仅能让学生看到振动，还能让学生看到声音响度与振幅的关系，效果显著。endprint