中學優秀共振演示實驗的梳理與優秀新案例剖析

葛騰霄

摘 要： 本文首先從波的共振和機械共振兩個方面梳理了中學階段關于共振的演示實驗，并對它們的優缺點作出評述；其次介紹了一個新穎的，采用了自制教具進行演示的機械共振方面案例；最后從演示實驗的教學入手分析了該案例的教具優勢、操作的規范性、演示的合理性，以及如何幫助學生突破具體演示現象達到理解抽象的“共振”物理概念。

關鍵詞： 共振 演示實驗 自制教具

1.共振演示實驗的梳理

共振現象是自然界中極普遍的現象，在物理學的不同分支，它擁有不同的名字。比如在聲學中我們稱之為“共鳴”，指的是物體因共振而發聲的現象。在電學中，振蕩電路的共振現象稱為“諧振”。光學中光波的疊加也可以看做一種共振，即光的干涉現象。而在中學階段，我們給學生演示最多的現象最明顯的是機械振動中的共振。在機械振動中“驅動力的頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅增大，這種現象叫做共振”①。這里我對中學常用的非教科書中的共振演示實驗做了一個梳理，按照波的共振與機械共振兩大類進行分類供大家參考。

1.1波的共振

音叉法：演示聲學共振和聲波具有能量的經典演示實驗。取幾個音叉且至少有兩個頻率相同，相隔不遠并排放在桌上。打擊相同兩個音叉的其中之一使其發聲，過一會按住使其停止發聲，可以聽到另一與其頻率相同音叉發出了聲音。實驗評價：儀器簡單，演示成功率極高。……