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示波器在初中聲學(xué)演示中的應(yīng)用論文
示波器是一種可以直接觀察電信號波形的儀器，利用話筒等裝置可將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號輸入示波器，便可通過示波器來演示或初步研究聲的有關(guān)現(xiàn)象。
1、利用示波器演示聲音的產(chǎn)生
打開示波器，看到熒光屏上出現(xiàn)一個小亮點，再將一只未敲響的音叉對準話筒時，會看到亮點沒有變化，再敲響后對準話筒時，會看到熒光屏上亮點不再靜止：而是上下運動，并形成一定的波形，這就說明音叉在來回地運動，即發(fā)聲的物體在振動，而不發(fā)聲的物體沒有振動，如圖1甲、乙所示。
2、利用示波器演示響度與振幅的關(guān)系
先用較小的力敲響音叉，并將聲音信號輸?shù)绞静ㄆ髦校瑫吹綗晒馄辽系牟ㄐ紊舷聛砘氐姆容^小，同時聽到的聲音較小，再用較大的力敲響同一音叉，并將聲信號輸入示波器，會看到熒光屏上的波形上下來回的幅度較大，同時聽到的聲音較大，這就說明音叉的振幅越大，響度就越大。如圖2所示。
3、利用示波器演示音調(diào)與頻率的關(guān)系
取兩個音調(diào)不同的音叉，在每個音叉的一只叉股上各固定一根細鋼針，然后使它們發(fā)聲，并以同樣的速度勻速在熏黑了的玻璃板上移動，移動時要讓鋼針的針尖剛好跟玻璃板接觸，這樣便得到兩只音叉的振動圖線，左邊的是由低音音叉產(chǎn)生的，右邊的是高音音叉產(chǎn)生的，如圖3所示。
如果利用示波器可直接將兩種音叉產(chǎn)生的聲信號輸送到示波器中，便可看到熒光屏上的振動圖線，這比上述做法操作起來更簡便。
比較兩條線可以看出：低音音叉的頻率小于高音音叉的頻率，由此可知，人們對音調(diào)的感覺客觀上決定于物體振動的頻率，頻率越大音調(diào)越高，反之越低。
4、利用示波器演示音色與振動特征的關(guān)系
將話筒接在示波器的輸入端，用不同的樂器對著話筒發(fā)出相同音調(diào)的聲音，譬如用音叉、長笛和鋼琴分別發(fā)C調(diào)的1(dou)，我們會看到它們的波形大體上一致，而音叉的波形較單一，聽起來比較單純，且長笛、鋼琴的波形中每一段大的波形中還含有一些小的波形，說明振動較豐富，聽起來感覺比較豐滿、圓潤。由波形圖可以看出音調(diào)相同而音色不同的音調(diào)，取決于小振動的有無和多少。
5、利用示波器演示噪聲與樂音的區(qū)別
噪聲，用物理學(xué)知識解釋，是由振動著的物體發(fā)出的聲音，但它沒有固定的振動頻率，也就沒有固定的音調(diào)，它是由聲源的無規(guī)則，非周期性的振動產(chǎn)生的，它聽起來有嘈雜刺耳的感覺。為了讓學(xué)生認識到噪聲的物理性質(zhì)可利用示波觀察鐵鍬刮水泥地時產(chǎn)生的噪聲的波形，并與音叉聲音的波形做比較，可以看到噪聲的波形是雜亂的，而音叉的聲音的波形是有規(guī)律的周期性波形。通過對兩類聲音的聽覺感受和波形圖的對比，可讓學(xué)生認識到兩類聲音的物理性質(zhì)。
當然，演示不僅是為了觀察，更主要的是促進理解。但由“振動”一下子轉(zhuǎn)化為“熒光屏上的圖線”，對于初中學(xué)生而言，思維的跨度確實太大，學(xué)生難以接受。為此，可將“振動”先轉(zhuǎn)化為直觀的現(xiàn)象以形成切實的感受，再讓學(xué)生觀察比較示波器上的圖線特征，使學(xué)生在頭腦中建立二者的聯(lián)系，確信示波器上顯示出的圖線特征就是振動的特征。譬如，在研究聲音的產(chǎn)生和響度與振幅的關(guān)系時，可先將音叉的振動用懸掛的乒乓球的運動或熏黑的玻璃板上鋼針描出的圖線顯示出來，然后觀察波形的特征，便發(fā)現(xiàn)示波器上顯示的波形與實物實驗中描繪出的波形是一致的，當學(xué)生經(jīng)歷過幾次后，便能更容易地由觀察圖線特征推知物體的振動特征。
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