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一、实验目的
通过玻璃罩内闹钟的抽气与进气过程,观察声音强弱随罩内气体稀薄程度的变化,
认识声音的传播需要介质,进一步理解真空不能传声。
二、实验原理
- 声音的传播需要介质:声音以声波形式在固体、液体、气体中传播,真空不能传声。
- 介质越稀薄,传声越弱:抽去罩内空气,介质密度下降,传到罩外的声音越来越弱;当接近真空时,几乎听不到声音。
- 本课件用传声系数 k ≈ p / p₀(p 为罩内气压,p₀ = 101 kPa 为大气压)近似表示传声能力,k 从 1(充满空气)降到约 0(接近真空)。
- 进气恢复后,介质重新变密,声音恢复——说明“听不到”是缺介质所致,而非闹钟不响。
声音传播需要 介质; 真空 不能传声。
传声系数 k ≈ p / 101 kPa(p:罩内气压); 声音响度 ∝ k。
三、实验器材
玻璃罩 1 个;正在发声的闹钟(或手机)1 个;抽气泵(带阀门)1 台;
本互动课件(内置闹钟响铃动画与
Web Audio 发声)。
说明:课件用浏览器原生音频合成,无外部依赖、可离线。音频需用户手势激活,属正常浏览器策略。
四、实验步骤
- 激活音频:先点页面任意按钮,激活浏览器音频(安全策略要求)。
- 点“🔔 开始响铃”,听到罩内闹钟声;此时罩内充满空气(k≈1),声音清楚。
- 拖动抽气滑块(或拖右侧泵上的活塞把手向下),或点“🌀 抽气”:罩内气压下降,听到的声音逐渐变弱,声波波纹变淡。
- 当气压接近 0(k≈0),声音几乎消失——说明真空不能传声。
- 点“💨 进气”(或拖活塞向上),气压恢复,声音重新出现,证明闹钟一直在响、只是缺介质才听不到。
- 记录不同气压下的可听情况,归纳结论。
五、互动模拟(真空罩 + 真实发声)
💡 先点“🔔 开始响铃”;再拖抽气滑块或泵上活塞把手抽气,听声音变弱、看波纹变淡;拖到接近真空→几乎无声。点“进气”恢复。
罩内气压 p = 101 kPa
传声系数 k = 1.00
能否听到:清楚
是否响铃:否
⚠️ 护耳提示:声音增益上限已限制(≤0.20)。接近真空时本就几乎无声,请勿长时间高响度试听。
六、数据记录
| 次数 | 罩内气压 p / kPa | 传声系数 k | 能否听到 | 现象 |
| 点“记录当前”把当前状态写入下表 |
提示:对比“常压”与“近真空”两行,可清晰看到介质缺失 → 无法传声。
七、探究结论
- 声音的传播需要介质:声音能在固体、液体、气体中传播。
- 真空不能传声:抽去罩内空气(接近真空),声音几乎消失;说明声音不能在真空中传播。
- 进气后声音恢复,证明闹钟始终在响——听不到是缺少传声介质,而非声源停止。
八、注意事项
- 本课件用 k = p / 101 kPa 近似传声能力,真实气体传声还与温度、成分有关,结论方向正确。
- 音频需用户手势激活后才会出声(浏览器安全策略),属正常行为。
- 保护听力:已限制音量上限;常压下无需高响度即可听清。
- 实验中应对比“抽气前/后”同一闹钟的声音,控制变量(声源不变)。