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便携式扩音器在初中物理教学中的妙用

来源:论文联盟  作者:鲍建中 [字体: ]

便携式扩音器在初中物理教学中的妙用

便携式扩音器主要由三部分组成,一部分是话筒(采集声音信号,将声音信号转化为电信号),另一部分是功率放大器(放大电流信号),再就是扬声器(将电流信号转化为声音信号),话筒就是它的“耳朵”,扬声器就是它的“嘴巴”,它能够将听到的话一字不差地传递给扬声器,再由扬声器和功率放大器将声音放大后传播出去,现在还有一些比较先进的扩音器增加了无线话筒、动圈式话筒、音频输入、输出、USB输入等功能,在商场、导游、教学、娱乐等场合都有广泛的应用,与传统的扩音器相比,它有方便携带、功能齐全、操作方便等优点,能够在实验教学中发挥它更大的作用。
  下面是利用便携式扩音器开发的几个实验,希望能给老师们一些启发!
  一、会跳舞的小纸人——研究发声的物体在振动
  为了显示发声物体的振动,我们通常采用转换法,将发声物体的振动转换为乒乓球、纸屑等轻小物体的振动,放大振动现象,帮助我们研究物体的发声原理,如果能将这种现象变得更加生动有趣,必将会激发出学生的好奇心和探究的兴趣,根据这种设想我们设计了“会随音乐起舞的小纸人”,当音乐响起时,站在舞台上的小纸人便会翩翩起舞,音乐停止,她就会停止跳动(见图1),学生看到这一现象,就会不自觉地思考其中的奥秘。
  其实,小纸人下面的舞台就是一个喇叭,实验时,将喇叭连接在能够播放音乐的扩音器的音频輸出插孔上,当放在舞台一旁的扩音器播放音乐时,舞台下的喇叭就会发出声音使舞台振动起来,而小纸人的裙摆下面按照同一个角度粘了一圈的尼龙短毛,舞台一振动小纸人就会按照一个方向转动起来,非常有意思!(如果将连接扩音器和舞台的导线隐藏起来,更能增加实验的神秘感!)
  二、细线传声——对“土电话”的改进
  用细线将两个纸盒的底部连在一起,就做成了一个“土电话”,绷紧细线后,当一个人对着其中一个纸盒轻轻说话时,另一个人就会在另一纸盒处听到清晰的说话声音,老师们常常用这种方法来证明固体可以传声,但作为演示实验来说,这种实验方法存在两个问题:一是实验时只有一个人听到声音,如果说话声音过大,不能区分出是细线传来的声音还是空气传来的,实验效果不够显著;二是实验中人本文由论文联盟http://www.LWlM.COm收集整理的耳朵充当了实验效果显示器,缺少可信性和科学性。
  针对以上问题,利用便携式扩音器就能够解决,首先将做好的土电话分别固定在两个铁架台上,并将细线绷紧,然后将手机放在任一个纸盒A旁边,代替人说话,扩音器的话筒代替人的耳朵放在另一个纸盒B内,实验时保持手机在纸盒A处的位置不动,将话筒放入纸盒B内,扩音器就会发出非常响亮的声音,将话筒拿离纸盒时扩音器就没有了声音,实验效果非常显著!
  三、潜水听音——液体传声实验
  在研究声音在液体中传播时,老师通常采用教材中的方法,即将手机、铃铛或电铃等发声物体放入水中,学生听声音的变化。
  用这些方案研究液体也能传声在实际操作时存在一些缺陷,如手机、电铃等的防水很难达到良好的效果,由于对声源进行包裹,势必影响到声源的振动,能够传出的声音响度很小,不容易让所有学生听到,从原理上看,使手机、电铃等声源悬浮在水中是可行的,但实际操作却很难实现!实验时一般要将其沉入水中或用细线使其悬于水中,无法避免固体传声的嫌疑,严格来讲实验设计没有控制好变量。
  若采用逆向思维将实验源和实验效果显示器位置互换,即将“耳朵”(话筒)浸入液体中,声源放在液体外部(敲水杯发声),用扩音器放大话筒在水中“听”到的声音,就可以避免上述实验的不足(如图3所示),扩音器发出的声音非常清晰响亮,大大增强了实验的效果,也更便于学生理解液体传声这一规律。
  四、钟罩内听声——真空不能传声
  由于存在固体传声干扰、真空环境不易制造等原因,传统的真空不能使传声实验达到预期的效果,如果降低声源的响度,在声源外罩上钟罩以后,就几乎听不到声音了,所以不方便学生区分抽空气前和抽空气后声音的变化。
  按照上述研究液体传声的思维方法,将“耳朵”(无线话筒)和声源一起放进钟罩中,用扩音器的无线模式接收无线话筒发出的电磁波信号(如图4所示),同时为了避免声源的响度过大,声音通过固体(钟罩及底座)传声,采用发声响度较小的蜂鸣器做声源,实验时,抽空气前扩音器发出非常响亮的蜂鸣器的声音,随着抽出的气体增多,扩音器发出的声音越来越小,最后几乎听不到声音,这种方法研究真空不能传声,操作十分简单、效果非常明显,更有助于学生理解。
  五、扬声器变话筒——电磁感应
  我们知道动圈式话筒和扬声器(或耳机)的工作原理,分别是电磁感应和磁场对电流的作用,从结构上来看,两者都有两个主要组成部分即磁体和线圈,那么扬声器(或耳机)能不能做话筒用呢?
  将扬声器(或耳机)的音频插头连接到扩音器的动圈式话筒的插口上,打开扩音器,这时候扬声器(或耳机)就变成了话筒,当你对着扬声器(或耳机)说话时,扩音器就发出了你的说话声。
  如果在上课时,教师拿着扬声器(或耳机)讲课,通过扩音器传出了教师的声音,学生们将会感到非常的神奇!他们想要探究其中奥妙的欲望将会被最大限度地调动起来!
  以上是在教学实践中利用扩音器完成的几个小实验,不仅调动了学生的学习积极性,活跃了课堂气氛,还培养了学生创新能力!相信教师们利用这种便携式扩音器还会设计出更多更有创意的实验,服务于我们的教学,开启孩子们的创新智慧!

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