龐小梅 彭懿

波動(dòng)是多個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)又不同步的運(yùn)動(dòng)，從整體上形成了波在空間的傳播.在《機(jī)械波的形成與傳播》一節(jié)內(nèi)容中，“理解機(jī)械波的傳播過程和特點(diǎn)”既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，而關(guān)鍵點(diǎn)在于如何理解“波是振動(dòng)的傳播及媒質(zhì)本身不隨波遷移”.學(xué)生雖然已經(jīng)具備了運(yùn)動(dòng)學(xué)和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的基本知識，但是不習(xí)慣多過程動(dòng)態(tài)抽象的問題，所以對機(jī)械波的傳播過程這種較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，學(xué)生進(jìn)行抽象的思維和空間的想象時(shí)仍有較大困難，非常需要感性的表象來啟發(fā)學(xué)生的思維.

在講解機(jī)械波的形成過程時(shí)，很多教師都是按照教材上以繩波為例進(jìn)行講解，雖然學(xué)生看到了波，但是學(xué)生對于“質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置上下振動(dòng)”沒有直觀認(rèn)識，理解起來比較吃力；也有教師借助波動(dòng)演示儀進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，但是學(xué)生看不見儀器內(nèi)部的構(gòu)造，不容易理解機(jī)械波傳播的過程；還有一些教師借助動(dòng)畫演示，[TP1GW129.TIF，Y#]但是學(xué)生可能會覺得這不是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，而是人為的實(shí)驗(yàn)效果.

結(jié)合以上情況，可以利用圖1中的自制橫波演示儀做好演示實(shí)驗(yàn).

1儀器原理

繩子未抖動(dòng)時(shí)，沒有形成波，每個(gè)瓶蓋都處在平衡位置.當(dāng)抖動(dòng)繩子的一端時(shí)，抖動(dòng)的這一端相當(dāng)于波源，繩子形成的波形通過吸管放大，就可看到這些瓶蓋形成凹凸相間的波形.

2儀器結(jié)構(gòu)及制作

2.1儀器結(jié)構(gòu)如圖2所示

2.2儀器制作

（1）準(zhǔn)備40根粗細(xì)較均勻且長度相同的輕質(zhì)圓木棒，距木棒中間等距離的兩端分別打上孔，再用細(xì)線將木棒按每5 cm等間距地穿起來并固定.

（2）準(zhǔn)備80根相同長度的吸管，吸管的直徑與木棒的基本相同，將吸管分別套在木棒的兩端且套入深度的相同.

（3）分別在吸管的另一端套入長度相同的短木棒，且套入[LL]

[TP1GW130.TIF，BP#][HJ1.1mm]

的深度相同.

（4）利用螺絲將木棒和瓶蓋固定，為了方便觀察，每隔5個(gè)紅色瓶蓋就有一個(gè)白色瓶蓋.

3使用方法

將儀器固定在水平支架上（如無支架也可讓兩個(gè)人分別拿著儀器的一端，并使儀器在水平方向展開），在儀器一端手持第一根圓木棒迅速上下抖動(dòng)一下，就能形成一列橫波.如圖1中所呈現(xiàn)的情景.

4儀器的優(yōu)點(diǎn)

（1）教師無須強(qiáng)調(diào)，學(xué)生就能根據(jù)一目了然的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，輕松突破兩個(gè)難點(diǎn)：

①靠近波源的瓶蓋先運(yùn)動(dòng)，并且沿著波的傳播方向，瓶蓋由近及遠(yuǎn)依次開始振動(dòng)，說明機(jī)械波的所有質(zhì)點(diǎn)不是同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)的.

②所有的瓶蓋都只是在其平衡位置上下振動(dòng)，說明媒質(zhì)本身不隨波遷移.

（2）使用該儀器時(shí)現(xiàn)象明顯，可視度大，直觀性強(qiáng).

（3）制作該儀器的成本低廉、取材容易、制作簡單.

5啟發(fā)與思考

英國物理學(xué)家麥克斯韋說過“演示實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值常常與儀器的復(fù)雜性成反比，學(xué)生用自制儀器，比用精密儀器易于學(xué)到更多的東西”.該自制橫波演示儀雖然沒有廠家制造的儀器外觀精致美觀，但是它可以幫助教師把抽象的橫波具體化、形象化，也讓學(xué)生清楚看到橫波的形成和傳播.真正做到：教師教物理“以物論理”，學(xué)生學(xué)物理“見物思理”.