有趣的科学小实验 模拟海市蜃楼的科学演示装置做法

小实验 / 2015-12-19 / 东方风格豆腐干 / 11997℃

经过反复思考、试验,我们最终模拟海市蜃楼成功。在参考“电子科大物理实验中心网站”的“海市蜃楼的实验演示装置”一文后,我们按文中步骤依次操作,可是实验多次未成功,没能看到预期的“蜃景”。分析发现失败的原因主要是“薄膜”问题:一是薄膜不够“硬”,注水时薄膜总是中间“下凹”太多;二是将薄膜从槽的一侧抽出时,会引起液体的“剧烈晃动”,这样都会影响盐水有效形成密度成梯度变化的溶液,导致了实验失败。

现将我们的实验器材、步骤、注意事项等介绍如下:

器材:玻璃缸、水、食盐、白纸、薄泡沫板

步骤:

1、在玻璃缸中配置好稍过饱和的食盐水溶液(约玻璃缸三分之一高度,如图1示)


2、将一薄泡沫板裁剪得与玻璃缸内壁大小尺寸吻合,用电烙铁烙好密密麻麻的小孔,如图2示。

图1配制稍过饱和的食盐水溶液图2烙好孔的薄泡沫板。


3、将泡沫板放置在饱和食盐水面上,如图3示。


4、将浸湿的白纸密贴在缸内壁,且白纸全部与泡沫板密贴,形成一“纸缸”,如图4示。

图3放置泡沫“隔板”图4“纸缸”的制作。


5、利用虹吸将清水注入“纸缸”中,清水的量与食盐水大致相同,如图5示。


6、静置、等待1—2小时(放置期间不可振动、晃动装置),由于泡沫板密度小于水,泡沫板逐渐上升,清水慢慢渗入后,可看到“分层”的液面,如图6示。

图5“纸缸”中的清水图6“分层”的液面。

经过反复思考、试验,我们最终模拟海市蜃楼成功。


7、静置期间用激光笔水平射入溶液,观察到的光路,如图7、8示。


图7侧面拍到的弯曲“光路”图8迎面拍到的“光路”


8、静置期间准备工作,如图9、10、11示。


图9被观察的物体图10侧面用灯光照射被观察物体。

9、观察、拍摄蜃景,如图11、12示。


10、若搅动溶液,“蜃景”立即消失。

图11观察者的位置图12在观察者位置看到、拍摄的图案。经过反复思考、试验,我们最终模拟海市蜃楼成功。


实验中使用薄泡沫板的优点:

1、泡沫板有一定的“硬度”,不易变形,注入清水时由于受力较均匀,不会出现像薄塑料那样中间下凹的现象。

2、泡沫板起“隔板”作用,使清水与饱和食盐水的“安静”地“碰”在一起。

3、泡沫密度小于水,注入清水后,随着水位上升,泡沫板同时也上升,不用中途取出,影响密度梯度溶液的形成。

4、泡沫材料普遍,价格便宜,易于加工、裁剪、烙孔。

本实验的优点:可以持续很久时间观察到景象,而且图像清晰、稳定。

本实验的缺点:要等待一段时间才能开始观察,不能“立竿见影”地看到“蜃景”。


作者:曾园红吕柯邹嘉夏宇;图文整理:曾园红

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