對(duì)音調(diào)和頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

李轉(zhuǎn)松

義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)人教版第一章第三節(jié)《聲音的特性》一課,在探究音調(diào)和頻率的關(guān)系演示實(shí)驗(yàn)中,將一只鋼尺緊按在桌面上,一端伸出桌邊,撥動(dòng)鋼尺(如圖1示),改變鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度,再撥動(dòng)鋼尺,比較兩種情況下鋼尺振動(dòng)的快慢和發(fā)聲的音調(diào),鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度不同,撥動(dòng)后發(fā)聲的音調(diào)不同.

在學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)里,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)是用兩條長(zhǎng)短相同粗細(xì)不同的橡皮筋,分別繃在相同的兩把直尺上,各用兩支鉛筆墊起,且墊起的位置保持相同(如圖2所示),分別用手輕撥粗細(xì)不同的橡皮筋,就發(fā)出音調(diào)不同的聲音.

以上的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)所取器材都是學(xué)生身邊之物,是學(xué)生經(jīng)常接觸的小物件,易引起學(xué)生的操作興趣,激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極參與和探究.教學(xué)時(shí),教師大都是采用這兩種方法來(lái)進(jìn)行.但在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),無(wú)論是撥動(dòng)鋼尺還是橡皮筋,因鋼尺的長(zhǎng)度和橡皮筋粗細(xì)的限制,所發(fā)出的聲音一般都較小,且選擇音調(diào)的范圍有限,音調(diào)的高低差異不很明顯.在教學(xué)中,筆者對(duì)此實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn),所用器材是長(zhǎng)約60至70厘米的有皺褶的軟塑料管,這種管可用廢舊的洗衣機(jī)進(jìn)、出水管或吸塵器的吸管,也可從商店里購(gòu)得.演示操作十分簡(jiǎn)單:用手握住塑料管的一端,使管子在空中較快地旋轉(zhuǎn)(如圖3所示),就會(huì)發(fā)出悅耳的聲音,旋轉(zhuǎn)的速度不同,發(fā)出聲音的音調(diào)不同,塑料管旋轉(zhuǎn)得越快,由于發(fā)聲的頻率增大,發(fā)出的音調(diào)越高.演示時(shí)稍為改變其旋轉(zhuǎn)速度,就會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)聲的音調(diào)不同,且整個(gè)教室均可很清晰聽(tīng)到、看到,效果非常明顯.這也是學(xué)生經(jīng)常在街頭巷尾玩的把戲.

在塑料管旋轉(zhuǎn)時(shí),因?yàn)樾D(zhuǎn)端快速運(yùn)動(dòng)使之氣壓減小,空氣從手握的管端流向旋轉(zhuǎn)端,從而發(fā)生振動(dòng),其振動(dòng)頻率由管子皺褶的間隔及空氣的流速?zèng)Q定.演示時(shí),可選用兩種管徑相同但皺褶不同的塑料管為佳.

除了上述方法外,還可用一根結(jié)實(shí)的短繩、一條長(zhǎng)約20至30厘米,一端有孔的扁木條,也可用一端有孔的鋼尺來(lái)演示.操作時(shí)把短繩穿過(guò)扁木條一端的孔,系牢后用手拉住繩子,揮動(dòng)手臂或整個(gè)胳膊,讓木條在水平面或豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn),就會(huì)發(fā)出聲音,旋轉(zhuǎn)的速度不同,發(fā)出聲音的音調(diào)也不同,旋轉(zhuǎn)速度越快,音調(diào)越高,實(shí)驗(yàn)效果也很明顯.

(責(zé)任編輯:易志毅)