2024年微小振动让微小振动和微小形变无处藏身VIP免费

微小振动【让微小振动和微小形变无处藏身】声音是由物体的振动产生的，力的作用效果之一是使物体发生形变，弹性形变中产生的力叫做弹力。在这三个知识点的具体教与学中存在着这样的问题：许多物体的振动是非常微小的，我们肉眼几乎看不出来，这对于理解声音的产生条件就造成了障碍；而有的物体的形变（包括弹性形变）也是非常微小的，微小到我们的肉眼也可能看不出，这同样对于力的作用效果以及弹力的理解造成了障碍。对于振动显示问题，书本上所列举的事例都是显著的振动或者借助小纸屑等轻小物体就可以显示的振动，然而对于坚硬的木块、金属等的微小振动而言，这样的方法是无法产生明显的效果的；对于形变（包括弹性形变）问题，书本上用拉伸压缩弹簧、挤压气球等形变显著的事例来讲解，但是没有提供显示坚硬的木块、金属等的微小形变的方法。不过，如果我们对书本实验加以改进，就可以将微小振动、微小形变明显地显示出来。一、微小振动显示仪如图1所示，在两根线的中间拴上一个小平面镜，线的一端拴在椅子的靠背上（或者由另一同学拉着），线的另一端穿过一个较大的纸盒，将线绷紧，等镜子稳定下来后，用一束光线照射到镜子上（可以是灯光，也可以是太阳光），此时镜子反射到墙上的光斑就不再晃动。只要实验的人对着纸盒喊一声，此时观察墙上的光斑，你就会发现，墙上刚才还静止不动的光斑现在明显地抖动了起来。原来，人对着大纸盒的喊声引起的振动通过固体纸盒、线传播开去，导致线上的小平面镜振动，最后导致光线照到小平面镜上的入射角不断改变，于是反射光线在墙上形成的光斑也抖动起来，这就证明了声音是由于振动产生的，并且还证明了固体能够传播声音。二、微小形变显示仪如图2所示，将一个打点滴用的透明玻璃瓶装满清水，在橡胶塞上用热铁丝穿一个细细的洞，在一根细硬塑料吸管里吸第1页共3页入半管红墨水，用手指堵住吸管的上口慢慢插入橡胶塞，当吸管的下口浸没在瓶内的清水中就可以了（要注意预先在橡胶塞上烫出的洞大小合适，做到确保吸管与橡胶塞之间不漏水）。然后将瓶子放在桌子上，这时可以看到吸管里有高出瓶塞的一段细细的红墨水，如果我们用力挤压玻璃瓶的两侧，我们就能看到吸管中的红墨水柱慢慢上升，松手后，吸管里的红墨水柱又回到原来的位置，而整个过程中并没有红墨水注入或者流出吸管。这是因为挤压玻璃瓶时，玻璃瓶发生形变向中间凹进去，但是这个形变很小，我们的肉眼是看不出来的，不过被挤压出的红墨水是藏不住的，红墨水沿着吸管上升，我们看到的就是吸管中的红墨水柱上升；松手后，玻璃瓶的形状恢复原状，被挤压出的红墨水也回到原来的空间，所以吸管中的红墨水柱也就回到了原来的位置。三、微小振动微小形变综合显示仪如图3所示，我们在一根木条两端分别钉上小木块，做成一个“u”字形的木架，将“u”字形的木架反放，并在木架中间稍偏向一边的位置上用双面胶粘上一块小平面镜，让光线照射到小平面镜上，反射光照射到墙壁上。用另一根小木棒敲击木架中间，此时可以看到墙上的反射光斑不断地振动，这是因为被敲击的木架的振动引起了平面镜的振动导致的；用力按压木架中间，可以看到墙上的反射光斑移动了位置，这是因为木架的形变导致的。这样，我们就看到了放大后的微小振动和微小形变。这个小制作应用了转化法和放大法，将木架的微小振动转化为光斑的振动，并且加以放大；将木架的微小形变转化为光斑的位置移动，并且加以放大。这个小制作的创新点有两个。一是利用身边随手可得的生活用品，轻松地研究课本中没有解决或者没有完全解决的问题，为我们深入学习提供了帮助；二是将书本上的不同实验进行了有效整合。该小制作实际上是书本中小纸屑显示鼓面振动实验和平面镜对光线的作用实验的改进与整合。在以后学习中，我们要开动脑筋，利用身边的物品，或者第2页共3页是生活中干净卫生的废弃物，自己制作器材，进行相关的实验探究。或许，一项伟大的发明就在不经意间诞生了呢。（编辑孙世奇）第3页共3页