正文 第17章 物理活動課內容選編(7)(1 / 2)

過0點作EF的垂線GO,把白紙沿虛線GO對折起來,將發現直線ABO和直線CDO完全重合,想一想這個現象證明了什麼規律?ABO為入射光線,CDO為反射光線,GO為法線,∠AOG=∠DOG,這不就是我們學過的光的反射定律嗎?幾根大頭針,一張白紙,這麼簡單的儀器,居然能驗證重要的光學定律,多麼巧妙!多麼有趣!可見科學也不都是那麼神秘,同學們不妨動手試一試。

實驗二,如圖(2)所示:在紙上畫一直線EF,畫nn′與EF垂直,相交於O點,在O點插第一枚大頭針,沿EF直線放一塊矩形玻璃,在距O點不遠的任意位置上插第二枚大頭針A,讓我們將眼的位置放低到和紙麵相平,移動眼睛隔著玻璃看去,當看到玻璃裏兩個針的像恰好重合時,拿起第三枚大頭針靠在玻璃片前邊的B點插上,使它遮住A、O兩針的像,接著在玻璃前麵再插第四枚大頭針,使它遮住前三根針的像,最後把玻璃片和針拿掉,畫出直線AO、OB和BC,因為A、B、O的像重合在一起,所以光線是依著AOBC的曲線路經到達眼睛的,AO是空氣裏的一段入射線,OB是玻璃裏的一段折射線,BC是從玻璃進入空氣的一段折射線。用量角器量一下∠AOn和∠OBn′,得到∠AOn>∠BOn′,再量一下∠OBM和∠CBM′,得到∠OBM<∠CBM′,改變A針位置重作幾次,可以看到同樣的現象,這個實驗現象說明了什麼問題?通過實驗我們可以得出下麵的結論:

“光從一種透明物質進入另一種透明物質時,在分界麵上要改變方向,這種現象叫做光的折射。入射線、折射線和法線在同一平麵內,入射光線和折射光線分居法線的兩側。如果光線從空氣進入玻璃,入射角總是大於折射角,如果從玻璃射入空氣,入射角總是小於折射角。”

請你解釋筷子插在水裏為什麼會變彎?星星為什麼會一閃一閃的?

天空光現象模擬小實驗

浩瀚的大自然無奇不有。很多奇觀,如天空彩虹,三個太陽(日暈)等,都是一種光現象。中師和高中《物理》都涉及這些內容。怎樣把天空的光現象,用人工方法再現在學生眼前,是既有意義,又有趣味的事。山東省文登師範學校董文承老師結合教學實際舉了4例。

人造彩虹雨過天晴,天空中常出現一道道彩色的虹和霓。這是太陽光色散現象。

人造彩虹方法簡單,在天空晴朗的日子,陽光充足的時刻(下午兩三點鍾為最好),用噴霧器裝入清水,背向太陽,朝太陽和你眼睛的連線的成40°角的方向,將水噴出,水珠噴得越細越好。沿著噴水方向看去,就會在人造霧中看到一道美麗的虹。如果光強並且做法得當,還能看到霓(圖1)。

“視而不見”的太陽在廣闊平坦的田野上,看到一輪紅日從地平線剛剛升起時,實際上太陽還處在地平線以下,看到的原來是靠大氣折射所成的太陽虛像(圖2)。

請做一個有趣的實驗,在桌麵的一端點放著一支蠟燭,另一端疊放幾本書,書的厚度使你眼睛平視時,剛好看不見燭焰。在無色透明的薄壁飲料瓶裏裝滿清水,蓋緊瓶蓋橫放在書前(瓶的直徑要比書的厚度大)。眼睛放在原處便會看到燭焰了(圖3)。

把書麵比作地平線,瓶裏的水比作大氣層,燭焰比作太陽,便會理解觀察日出發生的現象了。

日、月暈簡單日暈、月暈是常見的,在太陽或月亮周圍出現白色或彩色亮環。這是因為,高空溫度較低,是那裏的形狀規則的小冰晶對白光色散的結果(圖4)。

利用一個簡單的方法可以觀察到暈。夜晚,在屋裏向窗玻璃上哈一層水汽,水汽不宜厚,水滴不宜大。關掉屋裏的燈,隔著有一層水汽的玻璃向外觀看一盞較遠且光線強的燈。在燈的周圍就會出現彩色的光圈這就是暈。其生成道理與天空暈相似,不過它是由小水滴偏折產生,不如日暈、月暈那麼明顯罷了。

藍天與紅日太陽射出的是白光,大氣是無色透明的,為什麼晴天時天空是蔚藍色的?為什麼在早晚,出山落山的太陽又是紅色的?原來這是空氣分子對太陽光散射的結果,看到的天空藍色,就是容易被散射的、波長較短的藍光和紫光的綜合色。早晚太陽光穿過大氣層較其他時候厚,波長短的光散射得厲害,射到眼中主要是波長較長的紅光。因此,看起來太陽是紅色的。

在一個無色透明的大玻璃槽裏裝有清水,加幾克海波(即硫代硫酸鈉),攪動溶解後,滴一滴濃硫酸,再次攪勻(或者在清水中滴幾滴牛奶)。用白光從一側照射水槽,從側麵觀察呈現淡藍色,從光源對麵觀察,看到的就是紅色。猶如看見的藍天與紅日(圖5)。

“研究彈性碰撞”實驗裝置的改革