利用Phyphox探究双音箱的声波干涉规律

实验场景

近日，学校在举行期中考试，利用中午这段时间，微主利用Phyphox做了双音箱的声波干涉实验，取得了令人满意的效果。

教科书最初研究声波的干涉时，是敲响一只音叉，然后旋转音叉，让学生聆听音叉发出的忽强忽弱的声音，从忽强忽弱的声音判断声波发生了干涉。

这种做法令人诟病的地方是，即便是只有单股音叉的振动，由于单股音叉的截面积是长方形，它在周围空间中引起的空气的振动就是不均匀的，一个本来在四周声强分布就不均匀的音叉，它转动之后人们听到的声音强弱变化，又能说明什么呢？

随后，教科书随后在课后练习中给出新的解决方案，就是在操场上放置两个喇叭，两个喇叭同时播放恒定频率的声音信号，然后让学生在操场上运动，感受听到的声音的强弱变化。

但这是凭借学生自身的能力能够做成的实验吗？

微主在做声波的干涉实验时，利用的是与电脑相配套的音箱，这组音箱由一个大低音炮和两个小中频音箱组成，自带功放，只要将音频插头插入手机的耳机插孔内，就能将手机的音频信号通过音箱输出。

实验设备

首先将两个小音箱相隔较大距离放置，将音箱的音频插头插入手机耳机插孔；然后运行手机内搭载的Phyphox，进入音频发生器页面，设置音频发生器输出的音频信号的频率为680Hz。

音源设置

运行Phyphox程序，小心地调节手机音量和功放音量，使两只音箱同时发出频率相同、响度适中的频率为680Hz的声音；此时，音箱发出的声音的波长为0.5米。

然后，你只需在两只音响的前面摇头晃脑，就能听到声音的强弱发生了明显的变化。

为了定量地研究声波的干涉规律，需要再找一部手机，运行Phyphox程序，进入掌声计页面，打开内置的声强计，然后将手机的麦克风朝向两只音箱的中部，左右移动手机，声强计就绘制出了声音强度的变化规律。

干涉信号检测

从声强计绘制的信号图像来看，当手机处于两只音箱的连线的中垂线上时，声强最大；从中间向两侧运动时，声强出现了忽强忽弱的变化。

在本次实验中，使用的都是师生唾手可得的物件，这些物件原本平凡无奇，但只需要进行精心的设计和巧妙的组合，就能做出令人满意的探究性实验，让人们从听觉的直观感受和视觉的声强观察两个方面，都证实了声音干涉现象的存在。

| 创客焦作 | 

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