初中物理声学现象中的主要实验探究方法

初中物理声学现象中的主要实验探究方法

初中物理声学有关章节的实验及其研究方法都较多。本文试图对此进行罗列和说明，以期思路更加清晰。

一、归纳法
1.概念：归纳推理是一种由个别到一般的推理。传统上，根据前提所考察对象范围的不同，把归纳推理分为完全归纳推理和不完全归纳推理。完全归纳推理考察了某类事物的全部对象，不完全归纳推理则仅仅考察了某类事物的部分对象。并进一步根据前提是否揭示对象与其属性间的因果联系，把不完全归纳推理分为简单枚举归纳推理和科学归纳推理。
2.事例：振动发声

如果某个物体因振动而发出了声音，并不能说明声音都是由物体的振动而产生的。但众多声音都是由物体的振动而产生，而且所有的自然现象、实验现象等都无一例外！显然，这是一种不完全归纳法。设想将来有人做了一个实验现象说明声音时，物体并没有振动，那么这个结论就将终结！
二、理想实验法（推理法）
1.原理：理想实验法（又称想象创新法，思想实验法，实验推理法）是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。它是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。但得出的规律却又不能用实验直接验证，是科学家们为了解决科学理论中的某些难题，以原有的理论知识（如原理、定理、定律等）作为思想实验的“材料”，提出解决这些难题的设想作为理想实验的目标，并在想象中给出这些实验“材料”产生“相互作用”所需要的条件，然后，按照严格的逻辑思维操作方法去“处理”这些思想实验的“材料”，从而得出一系列反映客观物质规律的新原理，新定律，使科学难题得到解决，推动科学的发展。又称推理法。
2.事例：真空不能传声（具体实验见课本）

（1）实验现象：抽气前，听到的声音清晰；随着从玻璃钟罩里向外抽气，听到声音越来越小；
（2）推理：若抽去了所有气体，钟罩内变成真空，则听不到声音；
（3）结论：真空不能传声。
三、控制变量法
1.原理：在物理学中，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
2.事例：弦乐器的音调与哪些因素有关？
（1）确定可能因素。通过生活经验、推理或实验现象等猜想影响其音调的可能因素是：弦的长度、粗细（横截面积）、张紧程度以及材料；
（2）改变某个因素的同时，控制其它相关因素相同。例如探究与长度是否有关时，就至少完成二个实验，这二次或以上次实验中，长度不同，粗细、张紧程度和材料均相同。分别使之发声，并分辨声音的音调有无不同。若相同，与长度无关；若不同，则与长度肯定有关。
（3）得出结论
四、转换放大法
1.原理：物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。有时，在转换法的同时，还将现象进行放大，所以在这种情况下，又称之为放大转换法。
2.事例：音叉溅水
（1）敲击音叉，使之发声；
（2）放入水中，溅起明显的水花；
（3）转换与放大
转换：音叉的振动→水花
放大：振动不明显，但水花很明显。
五、比较法
1.原理：是通过观察，分析，找出研究对象的相同点和不同点。它是认识事物的一种基本方法。
2.事例：比较物体发声时与未发声时的区别，用手按住正在发声的锣面，它立即不发出声音。先后对一鼓面轻敲和重击各一下，比较两次发出声音的响度不同。用硬塑料片在梳子齿上快划和慢划，比较音调的高低。 等等。
六、类比法
1.原理：类比是将一类事物的某些相同方面进行比较，以另一事物的正确或谬误证明这一事物的正确或谬误。这是运用类比推理形式进行论证的一种方法。
2.事例：声波与水波
声波与水波分属纵波和横波。但声波难以直观观察，而水波则对每个人来说都司空见惯。而更为关键的是，两者有若干“相同方面”。于是将两者进行类比，便可了解声波的传播速度、周期、频率、振幅等概念。
以上是笔者对声学中有关探究方法的认识。不代表相关问题的全部罗列，其中的认识与描述也可能存在诸多不足或疏漏之处。敬请各位同仁指正。同学们有什么问题或见解也欢迎留言！原创不易，若转载必须注明来源：《物理ok网》或其公众号《物理乐园》。谢谢！