演示共振現象。
實驗裝置
魚洗臉盆。
實驗原理
“洗耳”用手摩擦時,“洗魚”會隨著摩擦的頻率而振動。當摩擦引起的振動頻率等於或接近“魚洗”壁振動的固有頻率時,“魚洗”壁發生共振,振幅急劇增大。但由於“魚洗”盆底部的限制,其產生的波無法向外傳播,因此入射波和反射波在“魚洗”的池壁上相互疊加,形成駐波。駐波中振幅最大的點稱為波腹,振幅最小的點稱為波節。用手摩擦圓盆狀物體,最容易產生低值共振頻率,即由四個波腹和四個波節組成的振動形式。“洗魚墻”上振幅最大的地方會立刻攪動水面,附近的水被激發形成水花。當四個波腹同時作用時,就會有飛濺。有意識地在“洗魚墻”上振幅最大的四個地方投下四條魚,水花如同從魚的口中噴出。
實驗操作和現象
實驗中,在“洗魚”盆中放入適量的水,用肥皂洗手,然後用手摩擦“洗魚”耳朵的頂部。雙手同步摩擦時,“洗魚”盆會發出悅耳的嗡嗡聲,水滴會從四個部位噴出。聲音足夠大的時候,就會有水花四濺。如果繼續用手搓“魚洗”耳朵,會讓水濺得很高,就像魚噴水壹樣。