停止的水滴,停止的风扇
实验内容
利用频闪仪周期性的发光,可以观察日常生活中无法体验到的奇异现象。本来是运动着的物体,看上去却似静止不动,或向反方向运动。
所需材料
频闪仪、扬声器(大功率的扬声器、此次使用的是30W)、低频发信机、放大器、漏斗(10ml,顶处口的孔径约2.5mm),橡胶管、电风扇。
实验方法和要点
【停止的水滴】
1.按照图1那样,将漏斗和橡胶管连接在一起,并在漏斗和橡胶管内灌满水。在橡胶管的一端加上砝码,沉入到盛满水的桶里。此时,漏斗前端与水桶的水面高度差约为14cm。为得到大小相同的水滴,要利用静水压,最关键的是尽可能让水流平缓。为此,需要通过实验找到相对于漏斗顶端孔大小的,最适合的h值。水桶内的水面高度也要保持一定。为此,可将水桶连接到大的容器上,这样可保证在短时间内,水面高度不变。也可以使水循环使用。
2.把扬声器的喇叭向上,橡胶管置于其上。用自制的卡具把橡胶管夹在扬声器的喇叭与卡具之间。用螺钉、螺母固定(见图2)。此装置可以把扬声器的振动直接传递到橡胶管上。
3.把放大器和低频发信机接到扬声器上。
4.给低频发信机和放大器通电,让水从漏斗喷出,通过扬声器的喇叭在橡胶管上周期性施加压力的话,水滴就以与低频发信机相同的频率从漏斗顶端喷出。
5.将房间的光线调暗,用频闪仪照射喷出的水滴,当发光的频率和发信机频率相同(50Hz)时,就可看到图3所示的那样,有许多水滴静止在空中。
6.提高或降低频闪仪的频率数,可看到在空中的水滴慢慢上升或慢慢下落。
【停止的风扇】
1.旋转风扇的扇叶,调暗室内的光线。把频闪仪的光照射到风扇上,调节频闪仪频率,可看到扇叶是静止不动的。把报纸卷成棒,用它去碰转动着的扇叶,就会发出很大的声响,纸棒也一并被弹出。
2.提高或降低频闪仪的频率数,可看到扇叶向相反方向旋转或扇叶数量发生变化的现泉。
延伸
1.用频闪仪的光从正面水平照射水滴,水滴的影子就会映到立在水滴后面的记录纸上(纸贴在木架子上),用笔记录影子的位置,用此方法,就可对抛物线的轨迹进行解析。用同样的方法也可做x方向水平投射的、y方向加速运动的解析。
2.在校园内举办的活动上介绍这个实验时,如果房间没有挂黑幕,也可利用在内面涂黑漆的箱子进行展示。做箱子的关键是让箱子的进深足够大,这样可遮住箱子上部的灯光。
3.如果想更清楚地观测到水滴,可在水中添加少量荧光材料。
【停止的风扇】
如果风扇的扇叶有3片,在其中的一片上贴1块圆形的贴纸。把风扇的旋转频率定为f0,改变频闪仪的发光频率,会观察到下列现象:
- f=f0时,可看到3个扇叶(在1个扇叶上贴有贴纸)
- f=2f0时,可看到6个扇叶(在2个扇叶上贴有贴纸)
- f=3f0时,可看到9个扇叶(在3个扇叶上贴有贴纸)
发布时间:2014/11/15 下午9:25:58 阅读次数:9670