百宏文教 BHCS
SCIENCE LAB / 理化 · 波與聲

波動、聲音與共振實驗室

從波速、頻率與波長出發,比較開管與閉管的共振條件;不把音高和音量混為一談。

國中建議 15–20 分鐘任務 → 操作 → 紀錄 → 挑戰

今天要學會什麼

先備知識
頻率、週期與長度
學習目標
使用 v=fλ 解釋波長;比較開管與閉管的共振頻率;辨識位移的波節與波腹
使用方式
各校版本進度不同,請依單元選用。先接任務,再只改一個變因;至少保留兩筆可比較的紀錄。

引導任務

自由探索:先固定其他條件,只改一個變因。

01 / EXPLORE

研究工具箱

調整實驗條件
查看圖像與結果 ↓

選好條件後按「開始觀察」。

02 / OBSERVE

圖像與觀察結果

選好任務或設定條件後,按「開始觀察」。

操作後,這裡會說明模型結果。

請設定條件,然後操作並觀察。

03 / RECORD

我的實驗紀錄

紀錄只保留在本機。

本次模型條件與觀察依據
#條件結果解釋
尚無紀錄

常見迷思

頻率關聯音高,振幅關聯音量;共振不表示聲速突然增加。

04 / CHECK

三題學習檢核

1. 同一介質中頻率加倍,波長?
2. 一端閉管相對基頻具有哪些理想共振頻率?
3. 開管端點的位移與壓力?

模型限制與教師提示

理想一維空氣柱,不計管徑、端點修正及損耗。差距不超過最近模態頻率3%時標記「接近共振」,3%是介面教學容差,不是真實共振峰寬。曲線是空氣質點的縱向位移以橫向曲線表示,不是粒子沿曲線跑。開口是位移波腹,閉口是位移波節;壓力分布相反。

給老師的比較任務與判讀

讓學生直接操作並留下第一筆觀察,再只改一個條件完成第二筆;要求學生指出哪些數據支持自己的解釋,以及模型不能支持什麼。

公式:λ=v/f。兩端開管 fₙ=nv/(2L);一端閉管 fₙ=(2n−1)v/(4L)。

參考概念來源:OpenStax:空氣柱共振。本頁文字、題目與示意圖為自編,簡化規則依本頁限制解讀。

接著學

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