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利用拔罐器改进真空不能传播声音实验

2022-03-07浙江省衢州市菁才中学324000孟湘莲

中小学实验与装备 2022年1期
关键词:钟罩传声抽气

浙江省衢州市菁才中学(324000) 孟湘莲

1 问题的提出

在探究声音在空气中的传播实验中,要求学生通过“动手做”“观察”“听”“分析推理”等多种活动,充分体验真空不能传播声音,提高学生观察现象的能力,学会实验加推理的科学方法。为了确保实验成功,利用图1装置进行实验时,要确保钟罩密封性好、抽气效果好、防止固体传声和噪声干扰。

然而教学时,钟罩密封圈容易老化变形,钟罩和底座接触面积较大,造成漏气;电动抽气机笨重不易携带,抽气泵漏油、橡胶管老化或连接不紧密等,导致抽气真空度不高;抽气机工作时声音特别响,即使离钟罩较远,噪音干扰依然很大;尽管将钟罩放在减震材料(泡沫块)上,与课桌隔离,防止通过课桌传声,闹钟的铃声还是能够从底座传出;钟罩空间大,抽气时间长,短时间内声音变化不大;因抽气机价格昂贵,一些学校没有配备该设备,无法完成实验。造成此实验效果不佳的因素多,许多老师放弃实验,改用口述或播放视频的方式来代替,背离了核心素养培育的目标。笔者网购真空拔罐器(见图2)自制教具,克服了以上缺点,实验效果较好。

图1 声音的传播

图2 真空拔罐器

2 实验材料

细线、网购真空拔罐器套装、电话手表或电子音乐卡、塑料杯。

3 实验改进装置及使用方法

如图3所示,用细线将电话手表悬挂在真空罐内,不能碰到罐壁;将两个真空罐合在一起固定在塑料杯口;连接导气管和抽气筒;拨通电话手表,观察到手表屏幕被点亮,音乐响起;用抽气筒逐渐抽出罐内的空气,听到铃声随着罐内空气的减少而逐渐减弱,直至几乎听不到,手表屏幕依然显示电话接通中;拆除导气管,向上轻轻提起真空罐的气阀,慢慢放入空气,又听到铃声逐渐增强。引导学生从铃声前后强弱变化的对比推测:声音不能在真空中传播。实验效果请扫描图4二维码查看。

图3 实验装置

图4 实验效果视频二维码

4 实验改进装置的优点

(1)气密性好,实验现象明显,让学生能够深刻体验真空不能传播声音。

(2)抽气操作轻便,罐体空间小,手动抽气很省力,约5~6次抽气即可。罐体自带气阀,抽气后自动密闭,放气也很方便。

(3)抽气噪音小,发声体通过细线悬挂在气阀上,有效避免固体传声的干扰。

(4)取材简单成本低,体积轻巧、易携带,便于演示实验和学生自主探究,有利于培养学生的创新精神。

(5)利用本装置还可以探究大气压相关实验,如验证覆杯实验中纸片是被大气托住的而不是被水黏住的。

5 结语

麦克斯韦曾说过:“演示实验使用的材料越简单,学生越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果,实验的教育价值往往与仪器复杂程度成反比。”利用拔罐器来完成声音的传播实验,实现了物理实验的小型化、生活化、趣味化。使学生感受到物理源于生活,又服务于生活,能更好地激发学生学物理的兴趣。

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