吴嘉欣 郑学旎 余小玉 李德安

(1. 东华高级中学,广东 东莞 523000; 2. 华南师范大学物理与电信工程学院,广东 广州 510006; 3. 松岗实验学校,广东 深圳 518105)

机械波是2017人教版高中物理选择性必修1第3章的内容,是高中物理中较为抽象难懂的部分,对学生的理解力和空间想象力有较高的要求.因此,直观演示是帮助学生理解波动现象的重要手段.由于水波是一种常见的机械波,波动现象直观明显,故传统的演示装置主要为发波水槽(常见的有手动式、电磁式和气动式3种),但存在振频不稳定、演示功能少、不利于课堂展示等问题.本文展示的水波投影仪将蓝牙和振源连接,再将手机连接蓝牙,通过手机音频发生器实现对振频的精确控制,形成稳定的波纹,配合滑轨和挡板即可演示多种波动现象;并通过投影将现象清晰地呈现竖直屏幕上,组装简便,便于携带,有助于课堂演示,从而克服了传统发波水槽的问题,对激发学生好奇心、帮助学生理解相关概念、解决教学重难点有着显著的作用.

图1 装置侧视图

1 制作原理

水波投影仪由光源、振动源、透明水槽、投影箱等构成(如图1).在透明水槽中加入少量清水，启动振动源，振针以一定频率上下振动，不断敲击水面，形成水波.从上方光源发出的光线经45°平面反射镜后，即可将水面的波纹投影到投影箱前的白色屏幕上.通过竖直屏幕即可观察到水的各种波动现象.

1.1 振动原理

本教具将扬声器接在功率放大器的输出端……