寻找一束光

2023-05-30 04:10李睿
发明与创新·小学生 2023年6期
关键词:塑料盒纯牛奶射入

李睿

一、引出问题

在学习《光的传播会遇到阻碍吗》一课时,老师用两个瓶子展示了一个神奇的实验,一瓶装满了矿泉水,一瓶装满了神秘的白色液体。当老师用激光笔照射装满水的瓶子时,我看不到光的传播路线,当老师用激光笔照射那个装满“神秘液体”的瓶子时,我清晰地看到了一条“光路”。

这是为什么?老师解释说:“这就是丁达尔效应。”

太神奇了!这个奇怪的名字引起了我的思考:怎样才能看到丁达尔效应呢?在哪些物质中能看到“光路”呢?

二、查阅资料

怀着对这种“神秘液体”的好奇,我查阅了相关资料,有了很多收获。丁达尔效应是指当一束光线透过胶体时,从入射光方向的侧面可以看到一条“光路”。丁达尔效应的出现需要光源,也需要胶体。胶体是指分散质粒子直径为1~100 nm的混合物。分散质粒子直径小于1 nm的是溶液,大于100 nm的是浊液。

我们在生活中就能看到丁达尔效应:清晨,在茂密的树林中,常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱。这是因为云、雾、烟尘的颗粒直径在1~100 nm之间,阳光穿过这些胶体,便有了形状。

三、实验准备

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”生活中哪些常见物质可以产生丁达尔效应?我决定自己探究一下。

1.准备实验材料。我准备了适量纯净水、纯牛奶、速溶咖啡,一支香,一个带盖的透明塑料盒,一支激光笔。

2.制订实验方案。为了保证实验的严谨性和科学性,我每次都用同一个透明塑料盒装材料,使用激光笔从同一个位置射入光线。每一种材料都做三次实验,每做完一次实验后,都会将塑料盒彻底清洗干净。

四、探究过程

1.激光射入纯净水中。如图1所示,当激光射入纯净水时,我从不同的角度观察,看见水中只有一点点光线,非常微弱,几乎看不到光的传播路线。

2.激光射入纯牛奶中。如图2所示,当激光射入纯牛奶时,我从不同角度观察,发现牛奶也无法呈现光的传播路线。虽然在离光源最近的地方能看到一些光线,但光是射向四面八方的。

3.激光射入加有牛奶的水中。通过前两个实验,我发现光源穿过纯净水时能看到微弱的光线,在离光源最近的纯牛奶中也能看到一点光线,那么将牛奶和水混合在一起后能不能看到“光路”呢?于是,我按照3∶1的比例往塑料盒中倒入纯净水和纯牛奶,再拿激光笔照射混有牛奶的水,如图3所示。这时,我看到了“光路”,但不是很清晰。

4.激光射入加有两三滴牛奶的水中。在第三个实验中,我猜测是纯牛奶太多导致“光路”不够清晰,所以,这次我只加了两三滴牛奶到水里。此时的水有点浑浊,当激光射入时,我从不同角度都看到了清晰的“光路”,如图4所示。

5.激光射入速溶咖啡中。我往纯净水中加入咖啡粉,搅拌均匀后,再拿激光笔照射咖啡,如图5所示。我从不同的角度观察,发现在咖啡中也能看到“光路”,和第四个实验一样清晰。

6.激光射入烟雾中。我将一支点燃的香放入塑料盒中,盖上盖子。当盒中出现烟雾时,拿激光笔照射到烟雾中,如图6所示,这时,“光路”很清晰。

过了一会儿,当烟雾充满整个盒子,我再次用激光笔射入烟雾中,也能够清楚地看到一条“光路”,如图7所示。

五、探究结论

通过上述六个实验,我发现激光穿过混有少量牛奶的水、咖啡和烟雾时,都可以看到丁达尔效应。其中,在混有两三滴牛奶的水和咖啡中,丁达尔效应效果一般,“光路”较短;在烟雾中,丁达尔效应明显,可以看到很长的“光路”。

指导老师  宋钰林

该學生思维活跃,善于观察,能将课堂知识和生活紧密联系,利用生活中具有代表性的物质来探究丁达尔效应。在具体的实验过程中,学生还根据实际情况及时调整方案,探究精神值得肯定。

但是,实验的科学性、准确性有待提高。首先,在实验过程中,应更好地控制被测物质的浓度,比如,牛奶和咖啡的浓度应该保持一致。其次,在观察时可借助仪器得到更精准的数据,比如,利用格尺测量不同物质中“光路”的长度和宽度,利用感光传感器检测光线的亮度。

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