Ознакомление с содержанием раздела "Механические колебания и волны" в основной и старшей школе. Выполнение демонстрационных опытов "Свободные колебания на нити и груза на пружине", "Запись колебательного движения", страница 7

Самостоятельно разработайте методику и технику проведения данного опыта с использованием металлической линейки, закрепленной в тисках. Кратко опишите, сделайте рисунок.

ОПЫТ № 9

АКУСТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАНС

Вариант А

Приборы и материалы : камертон на резонаторном  ящике («ля» – 440 Гц),  резиновый   молоточек,   стеклянный    цилиндр вместимостью 1000 мл.

Приведите в колебание камертон, снятый с резонаторного  ящика,   ударом   резинового  молоточка.  Учащиеся   (за  исключением близко сидящих от демонстрационного стола) вряд  ли услышат звучание камертона.

Повторите  опыт  и  установите камертон на резонаторном  ящике. Звучание камертона слышно  громче,   чем  в  первом  случае.  Для объяснения этого опыта повторите опыт со стеклянным цилиндром (мензуркой). При поднесении камертона к мензурке звучания не слышно. Постепенно наливайте мензурку водой (см. рис.15). Через некоторое время звук должен появиться. Возбудите снова камертон и продолжайте заполнять цилиндр водой. Достаточно громкий звук, слышимый вначале, слабеет по мере наполнения  камертона  водой  до полного исчезновения. Отлейте из мензурки воды и повторите опыт. Вновь должен быть слышен звук.

Для  успеха  опыта  надо до урока тщательно определить объем  воды,  необходимый для  наступление резонанса.

Вариант Б.

Приборы и материалы: два камертона «ля» – 440 Гц, резиновый молоточек.

Расположите камертоны на расстоянии 20-30 см так, чтобы отверстия ящиков были обращены друг к другу. Ударом резинового молоточка возбудите один из камертонов и через 3-5 секунд рукой погасите колебания. При этом второй камертон, возбудившись вследствие  резонанса, издает звук.

Примечание: при ударе молоточком камертон необходимо слегка приподнимать над  столом, удерживая его за втулку во избежании порчи резонаторного ящика и  выпадения из него втулки.

Задание :

Что будет наблюдаться  на опыте, если один из камертонов расстроить, надев на его ножку резиновое колечко? Убедитесь в своем предположении.

ОПЫТ № 10

УЛЬТРАЗВУК.

Дополнительные опыты:

1. Демонстрация звукового резонанса

С помощью звукового ге­нератора возбуждаем гром­коговоритель на   частоте около 630 гц и подносим близко к диффузору гром­коговорителя    внутренний стакан калориметра. При этом наблюдается значи­тельное усиление звука.

Не меняя частоту генерации, подносим к диффузору наружный стакан калори­метра. Усиления звука при этом не наблюдается, на­против, звук   становится значительно слабее. Плавно уменьшаем частоту генера­ции, и при частоте около 600 гц столб воздуха, за­ключенный в стакане кало­риметра, начинает резони­ровать.

Наружный стакан калори­метра заменяем отливным стаканом (h = 20 см.). Звук становится совсем слабым, Уменьшаем  частоту гене­рации. При частоте пример­но 360 Гц наблюдается значительное усиление звука. Дальнейшее    уменьшение частоты приводит к ослаб­лению звука.

Полезно поставить фрон­тальный опыт. Учащиеся получают различные сосу­ды: стаканы калориметров, отливные стаканы и т. д. Можно использовать также короткие и широкие труб­ки, например цилиндричес­кий стеклянный сосуд из прибора «Гидростатический парадокс» (h =20 см).

2. Жидкостный маятник

Для демонстрации  графической записи  колебательного движения  предлагается использовать жидкостный маятник. Констpукция   этого  прибора проста.

На трубку-бюретку  на расстоянии одной трети от ее верхнего конца нама­тывается сначала   кусочек изоляционной ленты, а по­верх нее—несколько вит­ков медной проволоки, де­лается два «ушка», за ко­торые бюретка с помощью нитки подвешивается в шта­тиве с кольцевым держа­телем (см. рис.1). Под бю­реткой помещается бумаж­ная лента (удобно пользо­ваться   лентой, склеенной из промокательной  бума­ги).  Трубка   заполняется подкрашенной   жидкостью и приводится  в  колеба­тельное движение.   Если при этом равномерно про­тягивать бумажную ленту, капли выписывают доволь­но правильную,   отлично видимую синусоиду.

Снабдив маятник какой-либо системой торможения (например,   заставив его при колебаниях скользить по натянутой нити), мож­но продемонстрировать за­тухающие колебания.