摘 要：共振是一種重要的物理現(xiàn)象，通過對共振現(xiàn)象演示儀器的創(chuàng)造性改進(jìn)，使儀器具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯等特點，在高中物理教學(xué)中具有良好的應(yīng)用前景，對學(xué)生深刻理解共振現(xiàn)象的本質(zhì)具有很大幫助。
　　關(guān)鍵詞：共振；單擺；驅(qū)動力；受迫振動；頻率
　　
　　共振現(xiàn)象在機(jī)械學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、分子物理學(xué)等方面都有著重要的應(yīng)用。所以在高中階段學(xué)習(xí)物理的過程中，對共振現(xiàn)象的深刻理解顯得十分重要，從而為今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。要做到這一點，高中教師課堂的演示實驗效果好壞是對共振現(xiàn)象理解深刻與否的關(guān)鍵。通常教師在給學(xué)生演示共振現(xiàn)象時，都采用一些傳統(tǒng)的教學(xué)儀器和手段，雖然說可以說明這一現(xiàn)象，但對儀器工作過程說明繁瑣，演示過程學(xué)生對共振現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識不夠直觀，理解不夠深刻。本實驗儀器可以改變傳統(tǒng)儀器的不足。
　　本儀器結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎，操作便捷，工作過程易于說明，物理概念清晰，實驗現(xiàn)象十分明顯，實驗效果非常突出。
　　1.儀器的基本結(jié)構(gòu)
　　儀器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示：①支撐框架；②環(huán)形銅套；③楔形轉(zhuǎn)軸；④懸掛橫梁；⑤固定螺絲；⑥動力擺擺桿和擺球；⑦不同擺長的單擺。
　　2.儀器的基本原理
　　共振：當(dāng)外界驅(qū)動力的頻率（周期）等于振動物體的固有頻率（周期）時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。單擺的頻率為：f=（2π■）-1，l為單擺擺長，g為重力加速度。當(dāng)動力擺擺動起來時，懸掛橫梁上將產(chǎn)生一個與動力擺頻率（周期）相同的周期性驅(qū)動力（懸掛橫梁上來回轉(zhuǎn)動的扭力），這時懸掛橫梁上的單擺在這個驅(qū)動力作用下，都會產(chǎn)生受迫振動。實驗前，通過固定螺絲調(diào)整動力擺的擺長，使之與某個單擺的擺長相等，因而兩者的固有頻率（周期）也就相等了。這時當(dāng)動力擺擺動起來時，產(chǎn)生驅(qū)動力的頻率（周期）就等于這個單擺的頻率（周期），少許時間這個單擺將產(chǎn)生共振。
　　3.儀器的材料、制作和基本數(shù)據(jù)
　　支撐框架都用不銹鋼方管制成。方管橫截面的外形尺寸30mm 10mm；底座兩個長邊的長度都是600mm；底座兩個短邊的長度都是345mm；兩根立柱的長度都是690mm；環(huán)形銅套鑲嵌在立柱頂端，內(nèi)徑10mm；懸掛橫梁用鋼桿制成，直徑為6mm，長度為600mm，鋼桿的兩端打磨成長15mm的楔形刀刃，兩刀刃的方向相同，在懸掛橫梁的中間平行于刀刃方向打一個貫穿小孔，直徑略大于1mm，以便使動力擺擺桿上下移動自如；垂直于貫穿小孔方向，在懸掛橫梁的一側(cè)中心上，打一個半透細(xì)螺絲小孔，用相應(yīng)的螺絲桿調(diào)整動力擺的擺長并固定擺桿；動力擺擺桿用銅桿（或鋼桿）制成，長度為660mm，桿的直徑為1mm；動力擺鋼球直徑為30mm，將擺桿的一端用膠與擺球牢固粘接；四個（也可多個）單擺均勻排列在動力擺的兩側(cè)，并用絲線固定在橫梁上，絲線長度分別為600mm、500mm、400mm、30