用塑料瓶制作振動(dòng)演示器

文／江蘇省南京市玄武高級(jí)中學(xué)梅園校區(qū) 夏梓瑜

學(xué)了“聲現(xiàn)象”的知識(shí)后，我了解到，聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。物體的振動(dòng)會(huì)帶動(dòng)周圍介質(zhì)一起振動(dòng)，從而把聲音傳播出去，但是這種振動(dòng)往往難以用肉眼觀察到。課堂上，老師給我們演示了音叉的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。我們觀察到，振動(dòng)的音叉可以將懸吊的乒乓球彈開(kāi)，也可以激起水花。這種將本來(lái)不容易觀察到的現(xiàn)象變得一目了然的方法就是轉(zhuǎn)換法。

課后，結(jié)合所學(xué)的內(nèi)容，在老師的指導(dǎo)下，我用常見(jiàn)的塑料瓶制作出了“振動(dòng)演示器”。首先，我準(zhǔn)備了幾個(gè)不同的塑料瓶、一些彩色泡沫小球、一把剪刀、一個(gè)小刀、一個(gè)氣球和一些紙張（塑料紙、牛皮紙、手工折紙、硫酸紙等）。具體制作過(guò)程如下：

1.選取兩個(gè)合適的塑料瓶，將其中一個(gè)塑料瓶（瓶1）的瓶蓋去掉，從瓶身中間橫切開(kāi)，保留帶有瓶口的部分（如圖1）；選取合適的紙張或者橡皮膜（氣球）套在瓶口。

圖1

2.將另一個(gè)塑料瓶（瓶2）的瓶蓋去掉并在瓶身挖個(gè)缺口，缺口的大小正好可以放下瓶1 的瓶口，并將瓶1豎直插入該缺口（如圖2）。

圖2

圖3

3.將一些彩色泡沫小球放入瓶1 中，然后對(duì)著瓶2 的瓶口講話，就可以看到彩色泡沫小球跳動(dòng)起來(lái)了。

其原理和“在鼓面上放一些米粒、紙屑等輕小物體，當(dāng)我們敲擊鼓面時(shí)，這些輕小物體會(huì)跳動(dòng)起來(lái)”的實(shí)驗(yàn)是相同的。當(dāng)我們對(duì)著瓶2 的瓶口講話時(shí)，聲帶的振動(dòng)會(huì)帶動(dòng)瓶?jī)?nèi)空氣振動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)套在瓶1 上的紙張或者橡皮膜振動(dòng)。我們的肉眼很難觀察到這種振動(dòng)，但瓶中放置的彩色泡沫小球卻能輕易地被彈起。

我發(fā)現(xiàn)，泡沫小球彈跳的高度不僅和聲音的大小有關(guān)，還和套在瓶口的材料有關(guān)。起初，我用原瓶蓋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球幾乎不會(huì)彈跳起來(lái)；之后，我使用不同材質(zhì)的紙張和橡皮膜分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)手工折紙和硫酸紙效果最好。這不禁讓我想到偉大的發(fā)明家愛(ài)迪生，為找到合適的燈絲材料而進(jìn)行的無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)，這種科學(xué)精神值得我們敬佩和學(xué)習(xí)。