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有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法

科學實驗 閲讀(2.92W)

經過反覆思考、試驗,我們最終模擬海市蜃樓成功。在參考“電子科大物理實驗中心網站”的“海市蜃樓的實驗演示裝置”一文後,我們按文中步驟依次操作,可是實驗多次未成功,沒能看到預期的“蜃景”。分析發現失敗的原因主要是“薄膜”問題:一是薄膜不夠“硬”,注水時薄膜總是中間“下凹”太多;二是將薄膜從槽的一側抽出時,會引起液體的“劇烈晃動”,這樣都會影響鹽水有效形成密度成梯度變化的溶液,導致了實驗失敗。

現將我們的實驗器材、步驟、注意事項等介紹如下:

器材:玻璃缸、水、食鹽、白紙、薄泡沫板

步驟:

1、在玻璃缸中配置好稍過飽和的食鹽水溶液(約玻璃缸三分之一高度,如圖1示)

有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法


2、將一薄泡沫板裁剪得與玻璃缸內壁大小尺寸吻合,用電烙鐵烙好密密麻麻的小孔,如圖2示。

有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第2張

圖1配製稍過飽和的食鹽水溶液圖2烙好孔的薄泡沫板。


3、將泡沫板放置在飽和食鹽水面上,如圖3示。

有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第3張


4、將浸濕的白紙密貼在缸內壁,且白紙全部與泡沫板密貼,形成一“紙缸”,如圖4示。

有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第4張

圖3放置泡沫“隔板”圖4“紙缸”的製作。


5、利用虹吸將清水注入“紙缸”中,清水的量與食鹽水大致相同,如圖5示。

有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第5張


6、靜置、等待1—2小時(放置期間不可振動、晃動裝置),由於泡沫板密度小於水,泡沫板逐漸上升,清水慢慢滲入後,可看到“分層”的液麪,如圖6示。
有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第6張

圖5“紙缸”中的清水圖6“分層”的液麪。

經過反覆思考、試驗,我們最終模擬海市蜃樓成功。


7、靜置期間用激光筆水平射入溶液,觀察到的光路,如圖7、8示。

有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第7張


有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第8張

圖7側面拍到的彎曲“光路”圖8迎面拍到的“光路”


8、靜置期間準備工作,如圖9、10、11示。

有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第9張


圖9被觀察的物體圖10側面用燈光照射被觀察物體。
有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第10張

9、觀察、拍攝蜃景,如圖11、12示。

有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第11張


10、若攪動溶液,“蜃景”立即消失。
有趣的科學小實驗 模擬海市蜃樓的科學演示裝置做法 第12張

圖11觀察者的位置圖12在觀察者位置看到、拍攝的圖案。經過反覆思考、試驗,我們最終模擬海市蜃樓成功。


實驗中使用薄泡沫板的優點:

1、泡沫板有一定的“硬度”,不易變形,注入清水時由於受力較均勻,不會出現像薄塑料那樣中間下凹的現象。

2、泡沫板起“隔板”作用,使清水與飽和食鹽水的“安靜”地“碰”在一起。

3、泡沫密度小於水,注入清水後,隨着水位上升,泡沫板同時也上升,不用中途取出,影響密度梯度溶液的形成。

4、泡沫材料普遍,價格便宜,易於加工、裁剪、烙孔。

本實驗的優點:可以持續很久時間觀察到景象,而且圖像清晰、穩定。

本實驗的缺點:要等待一段時間才能開始觀察,不能“立竿見影”地看到“蜃景”。


作者:曾園紅呂柯鄒嘉夏宇;圖文整理:曾園紅