由人模拟的横波纵波实验

实验内容

利用特制弹簧说明横波与纵波的区别。随后,让学生肩靠肩站成一排。当学生们没有相互挽着胳膊时,只能传导纵波而不能传导横波;当学生们相互挽着胳膊时,即能传导纵波又能传导横波。

所需材料

波动实验用特制弹簧。

实验方法

两人各自手持特制弹簧的一端。其中一人上下振动弹簧。告诉学生:此时产生的恒定波是横渡。可能有很多学生会认为“纵向振动的当然是纵波”。其实,纵波、横渡所说的纵横另有含义。即:波的前进方向与介质的振动方向垂直时为横渡;波的前进方向与介质的振动方向一致时为纵波。

所以,“这不是纵波。由于介质的振动方向与波的前进方向垂直,所以这是横波”,一边说一边以45°左右的夹角振动弹簧。

一边左右振动弹簧产生恒定波,一边说:“这也是横波。”沿着弹簧的拉伸方向振动弹簧,告诉学生:“这是纵波。”

对于纵波,再用玩偶进行一下说明的话比较易于理解。

延伸

让十几名学生肩靠肩站成一排。提问:“大家好比一个一个的原子。现在,原子紧密地挤在一起,但并未结合。所以,这是液体状态。大家看一看,当振动其中一端的同学时,是否既能产生纵波又能产生横渡?”

首先做横渡实验。朝着与这个队列垂直的方向。推排头的同学(从背后往前推)。只有被推的同学会向前倾,而其他人不动。即:无法传导横渡。接着试试纵波。朝着这个队列的水平方向,推排头的同学。其他人也会跟着出现倾倒现象。即:可以传导纵波。

“现在,希望大家成为固体。”让这排学生相互挽着胳膊。原子紧密结合在一起就成了固体状态。朝着与这个队列垂直的方向,推排头的同学。这时,倾倒的趋势一个接一个地传导下去。即:由于固体对形变会产生回复力(挽着胳膊),因而能够传导横波。当然,固体也传导纵波。这一结论,同样可以通过把人假设成原子的实验来证明。

这个实验虽然有趣,但难免会有学生不愿参加。此时不能强迫其参加,同时进行正确引导,告知其中的乐趣。实验时务必告诫学生:不要过分用力,保持自然站立。

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发布时间:2014/12/25 15:43:44  阅读次数:5266

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