Автор:
Раводин Евгений Михайлович
ЭКСПЕРИМЕНТ.
Простой опыт, иллюстрирующий, что внутри жидкостей возможны лишь продольные волны.
Предлагаю демонстрацию по теме «Звуковые волны», помогающий создать проблемную ситуацию на уроке и повысить интерес учащихся к теме.
Рассказывая о прохождении звука через различные среды, предлагаем на опыте проверить, какие вещества хорошо проводят звуки, какие хуже. Если урок проводится в 8 классе (то есть когда впервые знакомятся со звуковыми волнами), то, не вдаваясь в подробности о назначении резонаторного ящика, просто показываем, что когда звучащий камертон держишь в руке, то его звук слышен слабо. Когда же ножкой такого камертона касаешься ящика – звук резко усиливается.
Ставим на ящик деревянный брусок и прикасаемся к бруску ножкой звучащего камертона. Наблюдаем усиление звука (см. рисунок 1). Ученики делают вывод: дерево проводит звук. Заменяем деревянный брусок сплошным металлическим предметом – эффект усиливается, значит металлы являются лучшими проводниками звука, чем дерево. Продолжая экспериментировать с другими веществами, убеждаемся, что сплошные упругие твердые тела хорошо проводят звук, тогда как поролон, ткани, вата – плохо; их используют для звукоизоляции помещений, салонов транспортных средств.
Задаем ученикам вопрос: является ли вода проводником звука? Они отвечают утвердительно. Некоторые обосновывают свое утверждение, опираясь на собственный опыт – когда им приходилось нырять, то они слышали звуки, находясь под водой. Предлагаем провести проверку звукопроводности воды. Для этого ставим на ящик стакан с водой и звучащим камертоном касаемся поверхности воды так, как это показано на рисунке 2. К удивлению учащихся, звук не усиливается, как это было в опытах со звукопроводящими веществами в предыдущих опытах. Просим детей объяснить возникший парадокс.
Часто высказывают предположение, что звук к ящику не пропускает стекло стакана. Однако, приложив ножку звучащего камертона к верхнему краю стакана, слышим звук. Следовательно, стекло хорошо проводит звук, и такое объяснение неправомерно.
Находятся ученики, которые догадываются, что поскольку ветви камертона в данном опыте колеблются в горизонтальном направлении, то вниз к воде по твердому телу камертона идет поперечная волна. Внутри жидкости (и это известно учащимся, начиная с восьмого класса) поперечные волны не распространяются.
Чтобы подтвердить, что именно невозможность распространения поперечных волн внутри жидкостей является причиной отсутствия усиления звука в опыте, соответствующим рисунку 2, изменяем положение камертона так, как показано на рисунке 3, –и касаемся ветвью звучащего камертона поверхности воды. Теперь звук резко усиливается. Колебания ветвей камертона происходят в вертикальной плоскости, в этой же плоскости лежит и луч волны – от камертона по воде ко дну стакана – волна оказывается продольной и достигает дна стакана, а от него доходит до ящика, усиливающего звук.
Список использованной литературы:
1. «Фейнмановские лекции по физике», Москва, «Мир», 1977 г.
2. Б.Яворский, А.Пинский «Основы физики», Москва, «Наука»,1974 г.
3. С.Э..Фриш, А.В.Тиморева, «Курс общей физики», Москва, Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1952 г.
Статья:
