1、实验名称:变音钟【实验目的】探究变音钟在加热情况下声音的变化【实验器材】钟,钟锤等。【现象探究】1.在常温下用锤敲击变音钟,倾听钟发出的声音,并注意其音色特点(声音沉闷)。2.用酒精炉加热变音钟,使其温度上升,再敲击可听到变音钟发出的声音越来越清脆。3.停止加热,待变音钟冷却后,又恢复沉闷的声音。【注意事项】注意用火安全【实验原理】此钟所用铜合金为反铁磁性材料,其金属内阻尼系数大,敲击后产生的拍频衰减快,加热后温度上升至尼尔点而发生相变,成为吸磁性材料,从而恢复一般铜合金特性。【学习探究】1.钟所发出的声音与什么因素有关?与钟的材料和加热温度有关。变音钟所采用的材料一般是反铁磁性材料,金属内阻
2、尼系数较大。而温度与声音的关系是随着温度的不断上升,敲打声音会越来越清脆。2.影响物体固有频率的因素有什么?由物体状态:温度、大小、形状等。 由物体的属性:构成、密度、质量等有关3.用什么方法可测出所发声音的频率?测量声速最简单、最有效的方法之一是利用声速 v 、振动频率f 和波长 之间的基本关系,利用示波器振幅和相位,用振幅法和相位法测定波长,由示波器直接读出频率 f.【实验总结】变音钟是由特殊合金浇铸而成的,在常温下,分子间按一定的结构排列,有一定的弹性模量,常温下敲击时钟声发出沙哑的声音,加热变音钟,当温度升高到一定值以后,改变了分子间的距离。弹性模量也随之改变,故敲击是钟声变得清脆悦耳。通过这个原理可以制成简易的温度报警器,从而达到对温度的一定控制能力。但是这个方法在现在的世界已经不实用了,可以作为一个简易的实验设计,激发对物理的兴趣。