摘 要：共振是一種重要的物理現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)共振現(xiàn)象演示儀器的創(chuàng)造性改進(jìn)，使儀器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，現(xiàn)象明顯等特點(diǎn)，在高中物理教學(xué)中具有良好的應(yīng)用前景，對(duì)學(xué)生深刻理解共振現(xiàn)象的本質(zhì)具有很大幫助。
　　關(guān)鍵詞：共振；單擺；驅(qū)動(dòng)力；受迫振動(dòng)；頻率
　　
　　共振現(xiàn)象在機(jī)械學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、分子物理學(xué)等方面都有著重要的應(yīng)用。所以在高中階段學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中，對(duì)共振現(xiàn)象的深刻理解顯得十分重要，從而為今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。要做到這一點(diǎn)，高中教師課堂的演示實(shí)驗(yàn)效果好壞是對(duì)共振現(xiàn)象理解深刻與否的關(guān)鍵。通常教師在給學(xué)生演示共振現(xiàn)象時(shí)，都采用一些傳統(tǒng)的教學(xué)儀器和手段，雖然說(shuō)可以說(shuō)明這一現(xiàn)象，但對(duì)儀器工作過(guò)程說(shuō)明繁瑣，演示過(guò)程學(xué)生對(duì)共振現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)不夠直觀，理解不夠深刻。本實(shí)驗(yàn)儀器可以改變傳統(tǒng)儀器的不足。
　　本儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎，操作便捷，工作過(guò)程易于說(shuō)明，物理概念清晰，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象十分明顯，實(shí)驗(yàn)效果非常突出。
　　1.儀器的基本結(jié)構(gòu)
　　儀器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示：①支撐框架；②環(huán)形銅套；③楔形轉(zhuǎn)軸；④懸掛橫梁；⑤固定螺絲；⑥動(dòng)力擺擺桿和擺球；⑦不同擺長(zhǎng)的單擺。
　　2.儀器的基本原理
　　共振：當(dāng)外界驅(qū)動(dòng)力的頻率（周期）等于振動(dòng)物體的固有頻率（周期）時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。單擺的頻率為：f=（2π■）-1，l為單擺擺長(zhǎng)，g為重力加速度。當(dāng)動(dòng)力擺擺動(dòng)起來(lái)時(shí)，懸掛橫梁上將產(chǎn)生一個(gè)與動(dòng)力擺頻率（周期）相同的周期性驅(qū)動(dòng)力（懸掛橫梁上來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)的扭力），這時(shí)懸掛橫梁上的單擺在這個(gè)驅(qū)動(dòng)力作用下，都會(huì)產(chǎn)生受迫振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前，通過(guò)固定螺絲調(diào)整動(dòng)力擺的擺長(zhǎng)，使之與某個(gè)單擺的擺長(zhǎng)相等，因而兩者的固有頻率（周期）也就相等了。這時(shí)當(dāng)動(dòng)力擺擺動(dòng)起來(lái)時(shí)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的頻率（周期）就等于這個(gè)單擺的頻率（周期），少許時(shí)間這個(gè)單擺將產(chǎn)生共振。
　　3.儀器的材料、制作和基本數(shù)據(jù)
　　支撐框架都用不銹鋼方管制成。方管橫截面的外形尺寸30mm 10mm；底座兩個(gè)長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度都是600mm；底座兩個(gè)短邊的長(zhǎng)度都是345mm；兩根立柱的長(zhǎng)度都是690mm；環(huán)形銅套鑲嵌在立柱頂端，內(nèi)徑10mm；懸掛橫梁用鋼桿制成，直徑為6mm，長(zhǎng)度為600mm，鋼桿的兩端打磨成長(zhǎng)15mm的楔形刀刃，兩刀刃的方向相同，在懸掛橫梁的中間平行于刀刃方向打一個(gè)貫穿小孔，直徑略大于1mm，以便使動(dòng)力擺擺桿上下移動(dòng)自如；垂直于貫穿小孔方向，在懸掛橫梁的一側(cè)中心上，打一個(gè)半透細(xì)螺絲小孔，用相應(yīng)的螺絲桿調(diào)整動(dòng)力擺的擺長(zhǎng)并固定擺桿；動(dòng)力擺擺桿用銅桿（或鋼桿）制成，長(zhǎng)度為660mm，桿的直徑為1mm；動(dòng)力擺鋼球直徑為30mm，將擺桿的一端用膠與擺球牢固粘接；四個(gè)（也可多個(gè)）單擺均勻排列在動(dòng)力擺的兩側(cè)，并用絲線固定在橫梁上，絲線長(zhǎng)度分別為600mm、500mm、400mm、30