研究声波的干涉

──学生研究性学习案例浙江省宁波市镇海炼化中学陈君达浙江省宁波市教研室李建明

研究性学习相对通常的课堂教学而言，有独到的优势，它非常有利于培养学生的实践能力和创新能力。如何指导学生开展研究性学习活动，这是一个全新的课题，也是当前教改的热点，笔者也进行了一些尝试，现举一个教学中的例子，希望能起到抛砖引玉的作用。

一、课题的提出

讲授了声波的知识后，陈明、密媛姗、何磊三位同学提出了一个很有意义的问题：

陈明：老师，波的两个基本特征是干涉和衍射现象。水波的干涉和衍射现象体现了波的这两个特征，而作为机械波的声波也应该具有这两个特点，声波的衍射现象非常明显，而声波的干涉现象却比较难以观察到。我们能否用实验的方法研究一下声波的干涉现象？如果能用实验的方法观察到声波的干涉现象，那一定非常有趣和有意义！我们想做一下这方面的工作。

陈君达老师（以下简称陈老师）：课本没有安排这方面的实验，可能是因为演示这个实验有难度。你们想做这个实验，想法非常好，我们全力支持！你们需要什么器材，实验室全部提供。同时为了加强研究力量，我们组成一个课题小组。

【教学实践活动是学生获得课题的源泉，教师在教学过程中，只要做有心人，根据学生提出的问题，适时加以引导，是诱发学生进行研究性学习的重要手段。】

二、课题小组成员

学校：浙江省镇海炼化中学；学生：高一（1）班陈明、密媛姗、何磊；指导教师：物理教师陈君达，实验教师于龙夫。

【成立课题小组一方面有利于培养学生团队精神，另一方面也是为了更好发挥学生的创造性，一个好的团队往往就是一个非常好的创造集体。】

三、探索过程

1.第一套方案

陈老师：设计实验首先应有一个大致方案或要点，然后逐步实施，你们准备怎么着手？

【教师有意识引导学生进一步明确实验目的、原理和实施方案。】

何磊：这个问题我们三人已经讨论过了，做这个实验关键有两点：一是要找到相干波源；二是要找到显示干涉的方法，因为声波是直接看不到的。为此我们有个初步方案：如图1和图2所示，实验装置由发声系统和探测系统两部分组成。发声系统由一个带正弦波功率输出的低频信号发生器，两个间距可调的同型号小扬声器（阻抗为8欧的玩具小喇叭），探测系统由动圈话筒和一台多功能录音机组成。我们的设想是这样的：低频信号发生器推动两个扬声器发出两列相干声波，在空间形成稳定的声波干涉现象，这时用移动话筒去探测，在录音机上应该能听到强弱变化明显、有序的声音。（次日）

陈老师：你们试了吗？

密媛姗：试过了，从录音机上听到的声音强弱变化不明显，也就是观察不到明显的干涉现象！

【这个实验结果在教师的意料之中，让学生亲手做一下印象更深刻，教学中有时失败比成功更能获得良好的效果！】

陈老师：你们分析过原因了吗？

何磊：我们认真分析过了，实验原理粗看起来十分完美，其实有重大漏洞：原来是录音机发出的声波与扬声器上发出的声波相互干扰，影响了正常干涉的观察。我们真是太粗心了！

陈老师：那么这个问题你们是怎么解决的呢？

陈明：关键是要消除录音机上发出的声音的干扰，但要是录音机不发出声音的话，我们同时也就观察（听）不到声波的干涉现象了，正当我们陷入困境时，实验室于老师为我们出了个主意：“示波器是用来观察波形的常用设备，你们就用它来试一试吧!”在他的启发下，我们又设计出了另一种实验方案。共3页，当前第1页123