声⾳可以被听⻅毋庸置疑,那么声⾳可以被看到吗?不要以为这是天⽅夜谭,利⽤⽣活中简单的道具,我们也可以看⻅声⾳的形状!实验器材包括⽓球、⼩镜⼦、纸筒、⽊条、激光笔、双⾯胶、剪⼑、所标杯。实验步骤如下:第⼀步,⽤剪⼑将⽓球尾部(吹⽓⼝)剪掉,将⽓球头牢牢套在纸筒上。第⼆步,⽤双⾯胶将⼩镜⼦粘在⽓球上。第三步,保持激光笔打开,对准⼩镜⼦,保证激光照在镜⼦上并反射。可以直接⼿持激光笔,或者⽤⽊条辅助固定。
第四步,关闭灯光,将装置对准⽩墙,此时将嘴靠近纸筒另⼀头,并对着纸筒说话。
⼤家都知道,声⾳是由物体振动产⽣的,通过空⽓的振动来传声。我们对着纸筒说话,带动纸筒腔体内的空⽓振动,从⽽让⽓球和⽓球上的⼩镜⼦也随之振动了起来。然⽽这个振动⾮常微⼩,⾁眼难以看到,因此我们这⾥⽤到了激光笔来放⼤这种振动。这个装置的原理类似于光杠杆,通过光杠杆可以将微⼩的⻓度变化或差异放⼤,从⽽便于测量和观察。
光杠杆基于光的反射定律和相似三⻆形的原理,当⽓球膜发⽣微⼩位移时,反射镜会转动相应的⻆度。根据光的反射定律,出射光线的⻆度也会发⽣变化,从⽽在墙上观察到标尺上的刻度变化。那么通过测量这个刻度变化,根据三⻆形相似,对应边⻓成⽐例,就可以推算出原始微⼩位移的⼤⼩。这⾥利⽤光杠杆,就把原本微⼩的振动,放⼤成了墙上光点较⼤的位置变化。